BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU GVHD: Nguyễn Thuế Quý
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU
B. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU
Sau khi thực hành thí nghiệm, chúng ta cần đạt được các yêu cầu sau:
• Vẽ được biểu đồ kéo thép, xác định được P
ch
,P
b
và các giai đoạn biến đổi khi kéo
thép.
• Xác định được đăc trưng tính dẻo của thép: độ thắt tỉ đối, độ giãn tương đối.
• Xác được đường kính của thép xây dựng.
• Rút ra được các nhận xét về đặc trưng cơ học của thép.
• Hiểu được tính năng sử dụng của các thiết bị thí nghiệm: biết cách sử dụng thước
kẹp và dụng cụ cân khối lượng.
MỤC LỤC
TRANG
Bài 1: THÍ NGHIỆM KÉO THÉP 3
Bài2: THÍ NGHIỆM KÉO GANG 15
Bài3: THÍ NGHIỆM NÉN THÉP 17
Bài4: THÍ NGHIỆM NÉN GANG 21
….
SVTH Trang 1
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU GVHD: Nguyễn Thuế Quý
Bài 1: THÍ NGHIỆM KÉO THÉP
1. Mục đích thí nghiệm:
• Xem xét mối quan hệ giữa lực (tải trọng) và biến dạng khi kéo mẫu thép.
• Xác định đặc trưng cơ học của thép
• Giúp sinh viên có cái nhìn trực quan về các giai đoạn biến đổi của thép khi thí
nghiệm.
• Xác định đường kính của thép của thép xây dựng.

b
b
=
σ
• Đặc trưng tính dẻo:
 Độ giãn dài tương đối:
%100(%)
0
01
×
−
=
L
LL
s
σ
 Độ thắt tỉ đối:
%100(%)
0
10
×
−
=
F
FF
ψ
Trong đó:
- F
0
: diện tích mặt cắt ngang của mẫu lúc ban đầu.

0
hay 10d
o
(tuỳ mẫu ngắn hay dài)
 L = L
0
+( 0.5d
0
÷ 2d
0
)
-Đối với mẫu tiết diện chữ nhật:
 L
0
= 5.65 hay 11.30
 L = L
0
+(1.5 2.5)
• Quan hệ giữa bề dày () và bề rộng (); chiều dài tính toán ( L
0
) của mẫu tiết diện
chữ nhật được cho trong bảng sau:
Chiều dày mẫu () Chiều rộng mẫu () Chiều dài tính toán ( L
0
)
SVTH Trang 3
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU GVHD: Nguyễn Thuế Quý
0.5mm ≤ ≤ 2.0mm 12.5mm 50.0mm
2.0mm <≤ 3.0mm 20.0mm 80.0mm
3.0mm < 8. 5.65 hay 11.30

0
.
+ Vạch chia đoạn L
0
thành 10 đoạn nhỏ bằng nhau.
7. Tiến hành thí nghiệm:
• Thí nghiệm kéo được tiến hành trên máy kéo nén P50.
• Mở valve gia tải, cho mẫu thép thí nghiệm vào, sao cho vạch hướng ra ngoài để
quan sát đồng thời thanh thép phải nằm đối xứng. Đóng valve gia tải
• Khởi động thiết bị thí nghiệm, cho gia tải tăng dẫn.
• Quan sát các biến đổi của thanh thép khi tăng dần gia tải.
8. Tính toán kết quả sau khi thí nghiệm:
• Tính toán các ứng suất giới hạn (giới hạn chảy, bền).
SVTH Trang 4
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU GVHD: Nguyễn Thuế Quý
• Chấp liền mẫu lại, đo kích thước L
1
.
MẪU SAU KHI BỊ PHÁ HOẠI
a.Cách tính toán chiều dài mẫu sau khi đứt.
Hình 1.1: Tính L
1
-trường hợp 1
• Gọi: 0 là vị trí chỗ đứt; A là vạch biên trên đoạn ngắn.
• Gọi x là khoảng cách từ A đến 0.
 Nếu L
0
/3 ≤ x ≤L
0
/2 : thì L

LBD
LAB
n-Khoảng
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU GVHD: Nguyễn Thuế Quý
Hình 1.2: Tính L
1
-trường hợp 2
 Nếu (N-n) là số lẻ(trường hợp 3):
 Xác định điểm C nằm trên vạch cách điểm B(N-n-1)/2 khoảng chia
 Xác định D nằm trên vạch cách điểm C 1 khoảng chia
 Đo khoảng cách L
AB
, L
BC
,L
CD
Thì L
1
= L
AB
+ L
BC
+ L
CD
(Hình 1.3)
Hình 1.3: Tính L
1
-trường hợp 3
THỰC HÀNH THỰC TẾ TA CÓ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:
Với mẫu thép =10mm.

ch
= 23158 N, P
b
= 38465 N
• Giới hạn chảy: = = 29,49 (kG/mm
2
)
• Giới hạn bền: == 48,98 (kG/mm
2
)
Đồ thị: P-
∆L
9. Nhận xét, giải thích kết quả thí nghiệm:
- Sau khi kẹp mẫu, bắt đầu tăng lực từng cấp. Trong giai đoạn đầu, ta thấy lực tăng và
biến dạng cũng tăng theo. P và L quan hệ với nhau theo đường thẳng bậc nhất. Giai
đoạn này gọi là giai đoạn đàn hồi.
-Sau đó tiếp tục gia tải nhưng đồng hồ tải trọng tăng không đáng kể trong khi đồng hồ
đo biến dạng tăng nhanh đồ thị có dạng đường cong gần như nằm ngang. Giai đoạn này
gọi là giai đoạn chảy dẻo. Ta xác định được P
ch
= 23158(N), ứng suất của giới hạn chảy
là σ
ch
= 29,49 (kG/mm
2
).
- Tiếp tục gia tải đồng hồ đo tải trọng tăng và đồng hồ biến dạng cũng tăng, như vậy vật
liệu bắt đầu đối phó với lực, đồ thị có dạng đường cong không theo hàm xác định. Giai
đoạn này gọi là giai đoạn tái bền, xác định được P
b

lấy γ= 7,85 T/m
3
ta được đường kính của thép.
+ Chọn chiều dài L
0
= 10d
0
.
+ Vạch chia đoạn thành 10 đoạn nhỏ mỗi đoạn bằng nhau.
Tính toán kết quả thí nghiệm:
• Diện tích tiết diện ngang danh nghĩa:=10mm
- F
dn
= = = 78,54 (mm
2
)
• Diện tích tiết diện ngang thực tế:
- F
tt
=
+ m=175,69 (g)
= 7850 daN/m
3
= 7,85.10
-3
g/mm
3
+ l= 302,5 mm
 F
tt

• Tìm hiểu giữa lực (tải trọng) và biến dạng khi kéo mẫu.
• Xác định giới hạn bền khi kéo )của gang, vì gang là vật liệu giòn nên không
có .
2.Cơ sở lí thuyết:
• Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa P-∆L có dạng:
p
Quan hệ giữa P-∆L khi kéo gang.
• Giới hạn bền kéo: =
3.Mẫu thí nghiệm: theo TCVN 197-1985 ,tương tự mẫu thép.
4. Thiết bị thí nghiệm:
• Máy kéo nén đa năng (Capacity=1000kN)
• Thước kẹp có độ chính xác 0.02mm
• Giấy vẽ biểu đồ (có chia ô lưới sẵn)
5. Chuẩn bị thí nghiệm:
• Dùng dụng cụ chà thật sạch bụi than ở 2 đầu mẫu thử.
• Đo (mẫu tròn).
• Chọn đối trọng thích hợp.
• Điều chỉnh kim chỉ lực về vị trí “0” trên đồng hồ.
• Chọn ngàm kéo thích hợp với kích thước đầu ngàm mẫu.
• Kẹp mẫu vào ngàm kéo.
6.Tiến hành thí nghiệm:
• Mở valve gia tải, điều chỉnh máy cho lực kéo tăng từ từ.
• Trong quá trình kéo chú ý đọc giá trị P
bk
trên đồng hồ (hoặc đọc trn biểu đồ)
• Khi mẫu đứt,xả áp lực dầu,tắt máy và lấy mẫu ra khỏi máy.
7. Tính toán kết quả thí nghiệm:
SVTH Trang 11
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU GVHD: Nguyễn Thuế Quý
Giá trị giới hạn bền kéo: = (kG/mm

3. Mẫu thí nghiệm:
Mẫu có dạng hình trụ tròn (H3.2) hoặc lăng trụ đa giác với kích thước
d
0
: đường kính ban đầu của mẫu.
h
0
: chiều cao ban đầu của mẫu.
trong đó: 1 ≤ ≤ 3 ( Tỉ số trên để tránh hiện tượng bất ổn định khi nén)
4. Dụng cụ thí nghiệm:
• Máy kéo nén đa năng (Capacity=1000kN)
• Thước kẹp có độ chính xác 0.02mm
• Giấy vẽ biểu đồ (có chia ô lưới sẵn).
5. Chuẩn bị thí nghiệm:
• Đo d
0
, h
0
với mẫu trong thí nghiệm này thì d
0
=8mm, h
0
=20mm.
• Gắn và điều chỉnh bàn nén, điều chỉnh cho mẫu đứng thẳng và đúng tâm.
• Chọn đối tượng thích hợp,đưa kim chỉ lực về “0”.
SVTH Trang 13
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU GVHD: Nguyễn Thuế Quý
• Gắn giấy vẽ vào rulô, kiểm tra kim chỉ lực và bút vẽ trên rulô.
6. Tiến hành thí nghiệm:
• Mở valve gia tải, cho lực tăng từ từ.

• Xác định giới hạn bền khi chịu nén () của gang.
2.Cơ sở lí thuyết:
Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa lực nén P và biến dạng dài ∆L của mẫu thí nghiệm
nén có dạng:
p
Quan hệ P-∆L khi nén gang.
-Thanh chịu kéo nén đúng tâm là thanh mà trên mặt cắt ngang chỉ có một thành phần
nội lực là lực dọc N
z
- Các giả thuyết làm cơ sở tính toán cho thanh chịu kéo nén đúng tâm:
+ Giả thuyết mặt cắt ngang: MCN trước và sau khi chịu lực vẫn phẳng và vuông góc
với trục thanh.
+ Giả thuyết về các thớ dọc: trong quá trình chịu lực các thớ dọc không bị chèn ép
lên nhau, các thớ dọc trước và sau khi chịu lực vẫn song song với nhau.
+ Dưới tác dụng của lực kéo nén đúng tâm, trên mặt cắt ngang chỉ có 1 thành phần
ứng suất σ
z.
+Quan hệ giữa ứng suất và lực: σ
z
= P/F
3.Mẫu thí nghiệm:
Mẫu có dạng hình trụ tròn (H3.2) hoặc lăng trụ đa giác với kích thước
d
0
: đường kính ban đầu của mẫu.
h
0
: chiều cao ban đầu của mẫu.
trong đó: 1 ≤ ≤ 3
4.Dụng cụ thí nghiệm:

Ban đầu Bị phá hoại
8.Nhận xét kết quả thí nghiệm và giải thích:
SVTH Trang 18