Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 6 Hoofdstuk 4, Paragraaf 4.1 Blz 100-106

Treksterkte, hardheid en taaiheid van een materiaal zijn belangrijke grootheden. Ze zijn zo belangrijk dat men er bepaalde standaardproeven voor heeft ontwikkeld om van een materiaal deze grootheden te kunnen bepalen. De treksterkte wordt bepaald met behulp van een trekproef, lees hieronder alles wat hiermee te maken heeft.

Trekproef Berekenen en Defenitie

Met behulp van een trekproef wordt de treksterkte van een materiaal bepaald. De trekproef wordt uitgevoerd met een trekbank.

Treksterkte

De betekenis van treksterkte is de weerstand tegen stuktrekken van het materiaal. De treksterkte is een bepaalde spanning, als die op een bepaald materiaal wordt uitgeoefend, breuk tot gevolg heeft. Omdat we graag werken met vergelijkbare grootheden, is het nodig de trekkracht om te rekenen naar een trekspanning.

Trekbank op de trekproef mee te doen!

Trekkracht

Een staaf ondervindt een trekkracht als aan de uiteinden van die staaf krachten werken, waardoor de staaf langer wordt. Deze trekkracht F wordt uitgedrukt in newton(N).

Doorsnedeoppervlak

De staaf heeft een bepaalde doorsnede- oppervlakte, afhankelijk van de vorm en de afmetingen. Er is dus een aantal vierkante millimeter beschikbaar om deze trekkracht op te nemen.

Doorsnedeoppervlak materiaal

De gehele doorsnede wordt gelijkmatig belast, elke vierkante millimeter neemt evenveel kracht op.

Trekspanning

De kracht per doorsnede-eenheid wordt spanning genoemd. Trekspanning wordt meestal uitgedrukt in Newton per vierkante millimeter.

Trekspanning

Trekstaaf Trekproef

In onderstaande afbeelding staat een trek- of proefstaaf afgebeeld. hierin is de meetlengte voor de proef (L1) en de meetlengte na de proef (L2) aangegeven. De insnoering die ontstaat tijdens het trekken is duidelijk te zien.

Trek- of proefstaaf

Trek- of proefstaven

Trek- of proefstaven kunnen een ronde of platte doorsnede hebben. Er zijn ook vierkante of driehoekige proefstaven. De uiteinden zijn dikker uitgevoerd om ze goed in de trekbank te kunnen klemmen.

Meetlengte tijdens een Trekproef

De proefstaven zijn zo uitgevoerd, dat de ingeklemde gedeelten geen invloed hebben op de resultaten van de proef. De meetlengte is een gedeelte van het ‘dunne stuk’ aangeduid met L0 van de proefstaaf. Er is een relatie aangebracht tussen de meetlengte en de doorsnede-oppervlakte van de proefstaven.

Voor staal op verhouding 5, voor non-ferro op verhouding 10. De verhouding is oorspronkelijke lengte/oorspronkelijke diameter. Zo kunnen materialen van proefstaven met alle doorsnedevormen met elkaar worden vergeleken.

Spanning-rek tijdens een Trekproef

Het verband tussen spanning en rek wordt in een grafiek weergegeven, het spanning-rekdiagram. het spanning-rekdiagram wordt ook wel trekkromme genoemd.

  • De spanning wordt aangegeven op de verticale as is in Newton/Vierkante millimeter;
  • De verlenging (rek) wordt aangegeven in procenten van de oorspronkelijke lengte en uitgezet op de horizontale as.

De proefstaaf wordt ingespannen en er wordt een trekspanning aangebracht die geleidelijk wordt opgevoerd. De proefstaaf rekt hierbij langzaam uit.

Spanning-rekdiagram begin en eind van de Trekproef

Vloeigrens tijdens de Trekproef

De vloeigrens is de spanning, waarbij voor het eerst tijdens de proef het materiaal rekt, zonder dat de spanning toeneemt (de spanning kan zelfs tijdelijk afnemen).

Contractie

Tijdens het vloeien wordt over de gehele meetlengte de diameter iets kleiner; dit verschijnsel wordt ‘contractie’ genoemd. De lengte neemt tegelijkertijd aanzienlijk toe.

Trekproef de contractie

Koude vervorming leidt tot koude versteviging. De roosteropbouw van een materiaal wordt door het vloeien zodanig verstoord, dat bij verdere vervorming toch weer meer weerstand wordt ondervonden. Dit verschijnsel heet: koude versteviging.

Insnoering

Er treedt plotseling ergens op de proefstaaf een sterkte doorsnedevermindering op bij een bepaalde spanning. Dit verschijnsel wordt insnoering genoemd. Deze insnoering levert ook een vergroting van de reksnelheid op, zodat ook hier de spanning afneemt. De doorsnede is nu zo verkleind, dat de staaf kort hierna breekt op deze zwakke plek.

Treksterkte tijdens de Trekproef

De breekgrens is de maximale spanning, die tijdens de proef is bereikt. Dat is dus de spanning, waarbij de insnoering begint. De breekgrens wordt ook wel de treksterkte van het materiaal genoemd. Grens wordt aangeduid met de letter B. De werkelijke spanning in het materiaal verloopt volgens de stippellijn.

Einde van de Trekproef –> Het Breekpunt

Het breekpunt is het punt in het spanning verlenging diagram, waarbij de staaf breekt. De spanning is hierbij niet van belang. Dit punt bepaalt de totale rek van de staaf.

Materiaaleigenschappen

Voorbeelden van spanning-rekdiagrammen van verschillende materialen met een korte toelichting.

Trekproef staal (zacht)

Onder zacht staal wordt verstaan: ongelegeerd niet gehard of veredeld staal.

Rek diagram van zacht staal en trekproef

Hard staal

gehard staal heeft een grotere treksterkte dan zacht staal. Een vloeigrens is niet aanwezig en het staal is niet taai, maar bros.

Trekproef hard staal

Gietijzer

Gewoon grijs gietijzer heeft een lagere treksterkte dan staal. Er is geen vloeigrens en het materiaal is erg bros.

Gietijzer diagram van een trekproef

Non-ferrometalen

Koper en aluminium hebben een lagere treksterkte dan zacht staal, maar zij zijn veel taaier. deze materialen hebben geen vloeigrens.

Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 6 Hoofdstuk 4, Paragraaf 4.1 Blz 100-106

Geef een reactie

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.