INCERCAREA LA FORFECARE

INCERCAREA LA FORFECARE

Aceasta incercare se aplica epruvetelor prelevate din semifabricate destinate executarii unor piese ce vor fi supuse, in exploatare, la forfecare.

Incercarea se efectueaza pe masinile de incercat la tractiune sau la compresiune, folosind dispozitive adecvate.

Incercarea de rezistenta la forfecare se efectueaza conform STAS 7927-67. Epruveta are, de obicei, sectiunea circulara. In cazul montarii pe masina de tractiune, se aseaza intr-un dispozitiv a carui constructie este prezentata in figura 3.1.a.

	Fig.3.1 a, b

Schema de principiu a dispozitivului (fig.1.3.b) arata ca, sub actiunea fortei , epruveta este forfecata intre falcile de fixare si falca de taiere , pe doua sectiuni, .

Cunoscand diametrul epruvetei si valoarea maxima a fortei de forfecare , se determina rezistenta la forfecare cu relatia:

(3.1)

Din schema constructiva a dispozitivului rezulta ca falcile de fixare si falca de taiere se realizeaza sub forma unor rondele cu diametrele si . Duritatea acestora trebuie sa fie mai mare decat .

Aceasta schema de incarcare nu asigura solicitarea de forfecare pura, deoarece nu inlatura incovoierea epruvetei si aparitia tensiunilor normale in sectiunea de rupere. Pentru a se obtine o solicitare la care sa apara numai tensiuni tangentiale, s-au propus schemele de incarcare din figura 3.2 (a si b).

	Fig.3.2 a,b

In sectiunea de la mijlocul epruvetei actioneaza o forta taietoare , care produce tensiuni tangentiale, iar momentul incovoietor este zero, deci nu apar tensiuni normale in sectiune. Ca urmare, in sectiunea de la mijlocul epruvetei se realizeaza o stare de forfecare pura.

Trebuie remarcat ca starea de tensiune obtinuta nu este omogena, intrucat tensiunea tangentiala nu are aceeasi valoare in toate punctele sectiunii.

Metoda schematizata in fig.3.2.b este indicata in STAS 7926-67, epruveta avand forma din figura; sectiunea solicitata la forfecare pura este slabita prin executarea unor crestaturi transversale si laterale; distributia tensiunii tangentiale in aceasta sectiune se poate considera apropiata de cea uniforma.

Este importanta respectarea adancimii crestaturilor ( din dimensiunea respectiva ) si pozitionarea lor exact la jumatatea lungimii. De asemenea, o alta conditie pentru executarea epruvetei este ca inaltimea acesteia sa fie constanta pe toata lungimea.

Prin incercarea la forfecare se pot determina caracteristici mecanice si elastice similare cu acelea care se determina prin solicitarea la tractiune.

Rezistenta de rupere la forfecare pura este definita ca raportul intre forta taietoare maxima si aria sectiunii de forfecare pura:

(3.2)

Reprezentarea grafica prin puncte a legaturii dintre forta taietoare (egala cu forta exterioara ) si deplasarea a unei jumatati de epruveta fata de cealalta jumatate, se numeste diagrama incercarii.

Deplasarea se masoara cu un comparator, montat pe partea laterala a uneia din jumatatile dispozitivului.

Pe diagrama incercarii se poate obtine, aproximativ, valoarea fortei taietoare la limita de proportionalitate.

Se poate determina deformatia specifica unghiulara in sectiunea de forfecare, daca se masoara deformatiile specifice liniare si pe directiile principale, inclinate la fata de planul sectiunii (fig.3.3).

Fig.3.3

Aceste masurari se fac cu patru traductoare electrice rezistive, lipite pe fetele unei epruvete ce nu are crestaturi laterale.

Deoarece , cele patru traductoare dau indicatii egale in valoare absoluta. Deformatia specifica unghiulara in sectiune de forfecare este urmatoarea:

(3.3)

si in valoare absoluta:

(3.4)

Observatie

Calculul conventional, aplicat frecvent in cazul barelor de sectiune mica, admite ca tensiunile tangentiale sunt paralele cu forta aplicata si repartizate uniform pe suprafata sectiunii transversale a barei (fig.3.4).

	Fig.3.4

Tensiunea tangentiala la forfecare se obtine din ecuatia de echivalenta:

Deformatia de forfecare nu prezinta de obicei un interes practic, ea consta dintr-o deplasare relativa a unei sectiuni fata de alta situata la distanta .

Daca materialul satisface legea lui Hooke, atunci se obtine succesiv:

unde produsul se numeste modul de rigiditate la forfecare a sectiunii transversale.