Pevnost v tahu je důležitým ukazatelem, který odráží schopnost materiálu odolávat destrukci působením protahovacích sil. Metodika měření tohoto parametru umožňuje určit, jak odolný je materiál a jak se bude chovat v reálných provozních podmínkách.
Jedním z nejběžnějších způsobů, jak změřit pevnost v tahu, je zkouška roztržení. Během této zkoušky je vzorek materiálu vystaven postupnému nárůstu zatížení, dokud se neroztrhne. Během procesu testování jsou zaznamenány ukazatele síly a deformace, díky čemuž lze určit, při jaké zátěži dojde k destrukci materiálu.
Při provádění testu roztržení se často používá technika zvaná protažení na stroji prasknutí. Umožňuje použít řízené síly a dosáhnout hladkého zvýšení zatížení. Během testování se často používají speciální přístroje, jako jsou extenzometry, které umožňují měřit deformace vzorku s vysokou přesností.
Co je pevnost v tahu?
Pevnost v tahu se měří v jednotkách síly (Newton) na ploše průřezu materiálu (metr čtvereční). Běžně se používá velkoplošný přístroj zvaný univerzální testovací stroj. Během procesu testování se vzorek materiálu natahuje postupně konstantní rychlostí, dokud nedojde k jeho prasknutí. V této době se měří aplikovaná síla a zaznamenává se její změna v závislosti na délce vzorku.
Pevnost v tahu se může u různých materiálů výrazně lišit. Například karbonová vlákna a ocel mají velmi vysoké limity pevnosti, zatímco pryžové materiály a určité typy plastů mají nízké limity pevnosti. Tento parametr přímo ovlivňuje výběr materiálu při navrhování konstrukcí a výrobě výrobků.
Protahovací zkoušky
Protahovací zkoušky se provádějí pomocí specializovaného testovacího stroje zvaného univerzální testovací stroj. Umožňuje postupné zatěžování vzorku materiálu, měření a zaznamenávání síly, která na něj působí, a délky vzorku.
Pro testování tahu je vzorek materiálu obvykle obdélníkového tvaru se zúženým průřezem uprostřed. To se provádí tak, aby k destrukci došlo právě v zúžené části vzorku, nikoli v místě ukotvení.
Test začíná zachycením vzorku materiálu pomocí upínacích zařízení univerzálního testovacího stroje. Poté se aplikuje postupné zatížení vzorku, přičemž síla a délka vzorku jsou zaznamenány a zaneseny do tabulky.
| Zatížení (kn) | Délka vzorku (mm) |
|---|---|
| 0 | 100 |
| 10 | 95 |
| 20 | 90 |
| 30 | 85 |
Experiment končí, když se vzorek rozbije. Výsledky testu se zpracovávají pomocí vzorců a grafů, což umožňuje získat hodnotu limitu pevnosti v tahu materiálu.
Protahovací testy umožňují určit, jak je materiál odolný a vhodný pro konkrétní inženýrské, stavební a průmyslové konstrukce.
Zařízení pro měření pevnosti v tahu
K měření limitu pevnosti v tahu se používá speciální zařízení zvané protahovač nebo dynamometr. Jedná se o přístroj, který umožňuje určit maximální deformaci materiálu před jeho prasknutím při působení protahovacího zatížení.
Mezi hlavní součásti strimetru patří:
- Trakční uzel: skládá se z rukojeti, kterou je třeba otočit, aby se na vzorek aplikovalo zatížení;
- Zařízení pro upevnění vzorku: jedná se o železné svorky nebo upínací desky, které drží vzorek během testu;
- Stupnice dělení: zobrazuje hodnotu aplikovaného zatížení;
- Zařízení pro odečty: může být prezentován jako šipka nebo digitální displej.
Hlavním principem práce protahovače je, že při zatížení testovaného vzorku dochází k jeho protažení. Protahimetr měří sílu, kterou je třeba při tom aplikovat na vzorek, aby způsobil jeho zničení.
Obvykle se zkoušky protažení provádějí pomocí protimetru s konstantní rychlostí deformace. To zaručuje přesné výsledky a srovnatelnost dat získaných na různých vzorcích a v různých laboratořích.
Měření limitu pevnosti v tahu je důležitým krokem při testování různých materiálů, jako jsou kovy, plasty nebo kompozity. Získaná data umožňují posoudit trvanlivost materiálu a určit jeho použitelnost za specifických podmínek.