Cílem této práce bylo navrhnout přípravek pro měření rázových vlastností na padostroji Instron CEAST 9350 a funkčnost přípravku ověřit při reálném měření na zvoleném materiálu ČSN 41 1373. Na základě získaných výsledků pak vyhodnotit, zda je navrţený způsob měření vhodný pro měření vrubové houţevnatosti. Práce je rozdělena na dvě hlavní části – teoretickou a experimentální.
V teoretické části jsou nejprve popsány nejpouţívanější mechanické zkoušky pro hodnocení vlastností kovů. Představeny jsou metody destruktivní i nedestruktivní. Zkouška rázem a její různé varianty jsou probrány nejpodrobněji. Poslední úsek teoretické části je věnován zkoumání vlivu teploty na mechanické vlastnosti kovů.
V experimentální části byl nejprve představen padostroj Instron CEAST 9350. Následně je proveden konstrukční návrh přípravku pro testy vrubové houţevnatosti. Zhotovená výkresová dokumentace nutná pro výrobu přípravku je součástí příloh DP. Vlastní výroba přípravku byla zajištěna externí firmou na základě podkladů vypracovaných v DP. Pro ověření deklarovaných mechanických hodnot testovaného materiálu ČSN 41 1373 byla provedena statická zkouška tahem dle ČSN EN ISO 6892-1 a výsledky měření potvrzující jakost materiálu jsou uvedeny v předkládané práci.
Samotné měření závislosti vrubové houţevnatosti na teplotě při pouţití padostroje Instron CEAST 9350 proběhlo v dílnách katedry strojírenské technologie TU v Liberci. V práci je představena příprava, průběh i vyhodnocení provedeného experimentu při pouţití tohoto zařízení.
Vzhledem k tomu, ţe v průběhu celého experimentu se nevyskytly ţádné problémy vyplývající z konstrukčního návrhu přípravku, lze tuto část DP povaţovat za úspěšně zvládnutou. Dalším dílčím cílem DP bylo porovnání výsledků měření vrubové houţevnatosti na strojích umoţňujících instrumentovanou formu měření (padostroj Instron) a neinstrumentovanou formu (Charpyho kladivo). Srovnávací měření na Charpyho kladivu bylo realizováno v laboratořích katedry materiálu TU v Liberci. Získány tak byly dvě sady výsledků, díky kterým pak bylo moţné vyhodnotit, zda navrţený systém měření pomocí přípravku na padostroji podává spolehlivé výsledky.
Ideálním výsledkem by bylo, kdyby naměřené hodnoty z obou typů měření byly stejné, případně jen relativně málo rozdílné. Toho bylo dosaţeno u 4 z 6 teplot měření (0 °C, −10 °C, −20 °C, −30 °C), kdy rozdíl nedosahoval ani 5%, zatímco při teplotě pokojové je rozdíl 9,8% a při teplotě −40 °C dokonce 14,5%. Průběh závislosti vrubové houţevnatosti na teplotě vyšel z obou měření stejný a zároveň byl potvrzený předpoklad uvedený v teoretické části o poklesu hodnot vrubové houţevnatosti za nízkých teplot.
Zjištěním a vyhodnocením závislosti vrubové houţevnatosti na teplotě pro oba způsoby měření tak byla splněna další část experimentu. Zbývá tedy rozhodnout, zda pouţitý systém měření pomocí padostroje s navrţeným přípravkem je vhodný pro zjišťování rázových vlastností materiálu. Kdyţ vezmeme v potaz v předchozí kapitole zmíněný fakt, ţe hodnoty mezi instrumentovanou a neinstrumentovanou metodou měření se budou nepatrně lišit a skutečnost, ţe obě měření vykazují stejný průběh závislosti, domnívám se, ţe padostroj Instron CEAST 9350 a navrţený způsob měření je k zjišťování vhodný.
Pro přesnější ověření, zda obě metody měření jsou stejné, by moţná bylo výhodnější netestovat jednotlivé teploty, ale provést měření zaměřující se na vyloučení jednotlivých okolních podmínek. Znamenalo by to například realizovat měření při jedné teplotě se snahou pouţít co nejvíce homogenní materiál pro oba způsoby. Docíleno by toho bylo při řezání vzorků z výchozího polotovaru, kdy první vzorek by byl pouţit na padostroj, druhý na Charpyho kladivo, třetí zase na padostroj atd. Dále by moţná bylo vhodné nastavit parametry měření (energii dopadu) pro oba stroje stejnou.
V neposlední řadě by také bylo moţné zkontrolovat obě měřicí zařízení, ať uţ by se jednalo například o tření stroje nebo jejich kalibraci.
Seznam použité literatury
[1] PTÁČEK L. A KOLEKTIV: Nauka o materiálu I. Brno: AKADEMICKÉ NAKLADATELSTVÍ CERM, s.r.o, 2003. ISBN 80-7204-283-1
[2] WALLA V.: Zkoušení ocelí a ostatních kovů, Práce – vydavatelstvo ROH, 1952
[3] ZEDNÍK V.: Zkoušení kovů. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1957
[4] JAREŠ V.: Základní zkoušky kovů a jejich teorie. Praha: ACADEMIA nakladatelství Československé akademie věd, 1966
[5] VELES, P.: Mechanické vlastnosti a skúšanie kovov, ALFA Bratislava, 1989
[6] ČSN ISO 148-1 Kovové materiály – Zkouška rázem v ohybu metodou Charpy – Část 1: Zkušební metoda
[7] ČSN EN ISO 14556 Ocel – Zkouška rázem v ohybu na kyvadlovém kladivu tyčí Charpy s V-Vrubem – Instrumentovaná zkušební metoda [8] Informační broţura Instron CEAST 9300 Series. [online]. [cit.
2015-04-01]. Dostupné z: http://www.instron.com/~/media/literature-library/products/2010/02/ceast-9300-series.pdf?la=en
[9] ČSN EN ISO 148-2 – Kovové materiály – Zkouška rázem v ohybu metodou Charpy – Část 2: Ověřování zkušebních strojů
[10] Přehled vlastností oceli s235. [online]. [cit. 2015-04-20]. Dostupné z:
http://www.bolzano.cz/cz/technicka-podpora/technicka- prirucka/tycove-oceli-uhlikove-konstrukcni-a-legovane/nelegovane- konstrukcni-oceli-podle-en-10025/prehled-vlastnosti-oceli-s235jrdrive-s235jrg2
Seznam příloh
Příloha č. 1: Zkušební protokol z tahové zkoušky Příloha č. 2: Výrobní výkres sloupku
Příloha č. 3: Výrobní výkres vyměnitelné vloţky Příloha č. 4: Výrobní výkres příčné vzpěry Příloha č. 5: Výkres sestavy přípravku Příloha č. 6: Výrobní výkres hlavy břitu Příloha č. 7: Výrobní výkres závitové tyče Příloha č. 8: Výkres sestavy břitu
Příloha č. 9: Výrobní výkres zkušebního vzorku