40. - 41. Princip, popis, průběh a význam zkoušky v tahu

Statická zkouška tahem (trhací) Je to jedna ze základních zkoušek. Je nutná téměř u všech technických materiálů, protože jí získáme některé základní hodnoty potřebné pro výpočet konstrukčních prvků a volbu vhodného materiálu. Při zkoušce se v trhacím stroji zatěžuje zkušební tyč normalizovaného tvaru a velikosti pomalu vzrůstající silou F až do porušení. Měřená délka závisí na průřezu zkušební tyče a je při kruhovém průřezu u dlouhé tyče desetinásobek průměru tyče a u tyče krátké pětinásobek. Abychom mohli měřit prodloužení zkušební tyče po přetržení, vyznačíme na ní před zkouškou rybky ve vzdálenosti 10 mm. Trhací zkouškou se zjišťuje pevnost v tahu, poměrné prodloužení, tažnost a zúžení (kontrakce) zkoušeného materiálu. Při všech statických zkouškách vzniká v zatížené součásti napětí. Je míra vnitřních sil, které vznikají v materiálu působením vnějších sil. Podíl síly a skutečné plochy průřezu v kterémkoli okamžiku zkoušky se nazývá skutečné napětí. Běžně se však používají hodnoty smluvních napětí, protože se neuvažuje změna průřezu tyče a zatížení se vztahuje na původní průřez. Pevnost v trhu (mez pevnosti v tahu) R, je smluvní hodnota napětí daného podílem největší zatěžující síly F, kterou snese zkušební tyč, a původního průřezu tyče. Pevnost v kluzu (mez kluzu v tahu) je napětí, při němž se zkušební tyč začne výrazně prodlužovat, aniž by stoupala zatěžující sila, nebo při němž nastává prodlužování doprovázené poklesem zatěžující síly. Zkoušky tahem se dělají na různých zkušebních strojích, které jsou bud' jednoúčelové (pro jeden druh zkoušek), nebo univerzální (pomocí vhodných přípravků lze provádět různé druhy zkoušek). Každý zkušební stroj se skládá z ústrojí zatěžovacího, upínacího a měřicího. Do tlakového válce se přivádí tlakový olej, tím se zvedá pohyblivý (vnitřní) rám stroje. Zkušební tyče pro zkoušku pevnosti v tahu se upínají do upínacích čelistí. Měřicí zařízení je spojeno potrubím s pracovním prostorem tlakového válce. Tlak působící na píst měřicího tlakového válečku je vyvážen kyvadlem se závažím. Ručička na ramenu páky kyvadla ukazuje na stupnici měřícího zařízení zatížení v jednotkách síly. Zapisovací zařízení stroje kreslí v průběhu trhací zkoušky pracovní diagram, udávající závislost poměrného prodloužení na napětí. Závislost napětí a deformace lze rozdělit na dvě základní oblasti, a to na oblast, kde převládají pružné deformace, které po odlehčení zatěžující síly vymizí, a oblast trvalých deformací. První oblast je ohraničena napětím daným mezí úměrností R a má přímkový charakter. Nad mezí úměrnosti roste pružná deformace rychleji a odchyluje se od přímkového průběhu. Až do bodu E je protažení pružné, tj. po odlehčení nabývá tyč původních rozměrů. Napětí odpovídající bodu E je mez pružnosti a definujeme ji jako mezní napětí, které po odtížení (úplném odlehčení) vyvolává trvalé deformace. Zvětšuje-li se zatížení dál nastává přetváření trvalé (plastické) a tyč po odlehčení již nenabude původní délky. Napětí odpovídající bodu K označujeme jako mez kluzu v tahu a definujeme je jako nemenší napětí, při němž nastávají podstatné deformace, které někdy dočasně pokračují, aniž se zároveň zvětšuje napětí. V technické praxi se za mez pružnosti považuje napětí, které způsobí první trvalou deformaci. Je to smluvní hodnota pro trvalou deformaci zkušební tyče 0,005 procenta původní měřené délky lo.