Doświadczenia Wohler’a


Zastosowanie obliczeń / piątek, Marzec 9th, 2018

Najistotniejsze wyniki, do których doszedł Wohler w ciągu dziesięcioletniej pracy doświadczalnej, są następujące:

1) Materiały, jak żelazo kowalne i stal, można doprowadzić do rozerwania naprężeniem mniejszym od doraźnej wytrzymałości, skoro tylko wielkość naprężenia zmienimy dostateczną ilość razy.

2) Liczba zmian naprężenia, potrzebna do rozerwania pręta, zależy nie tylko od wielkości największego naprężenia, lecz także od różnicy między krańcowymi wartościami naprężeń.

3) Im ta różnica mniejsza, tym większej liczby wahań w wartości naprężenia potrzeba do wywołania pęknięcia materiału.

4) Można znaleźć taką graniczną wartość różnicy między największym a najmniejszym naprężeniem, przy której materiał wytrzymuje praktycznie dowolną liczbę zmian, (jeżeli jedna z granic, między którymi waha się naprężenie, jest daną).

5) Ta graniczna wartość różnicy naprężeń jest tym mniejsza, im wyższą wartość ma największe naprężenie.

Ażeby pokazać, jak się zmienia liczba potrzebnych do rozerwania wahnień przy zmianie różnicy między krańcowymi wartościami naprężeń, przytoczymy tablicę dla przypadku, w którym naprężenie wahało się między ciągnieniem a ciśnieniem o równej bezwzględnej wartości.

Najw. ciśnienie kg/cm2 Najw. ciśnienie kg/cm2 Różnica naprężeń kg/cm2 Liczba wahnień przed pęknięciem
+2400 -2400 4800 56430
2250 2250 4500 99000
2100 2100 4200 183145

Te doświadczenia wykonano na prętach z żelaza spawalnego firmy amerykańskiej Phoenix. Doraźna wytrzymałość tego żelaza przy zwykłem rozrywaniu okazała się równą 3600 kg cm8, rozciągliwość około 20 %.

Dla lepszego przeglądu przedstawiono wyniki tych doświadczeń wykreślić można rysunek. Jako odcięte mamy tutaj liczbę wahań naprężenia w milionach, jako rzędne zaś odpowiadające wartości różnicy naprężeń w kg/cm2. Okazuje się, że punkty otrzymane z doświadczeń tworzą krzywą posiadającą asymptotę równoległą do osi odciętych, a odpowiadającą tej granicy różnicy naprężeń, której przekroczenie musi doprowadzić do rozerwania pręta po skończonej liczbie wahnień obciążenia. Ta granica równa się tutaj 2400 kg/cm2, a odpowiadające krańcowe wartości naprężenia są: +1200kg/cm2 i -1200kg/cm2. Te wartości leżą poniżej zwykłej granicy proporcjonalności żelaza spawalnego, a doraźna wytrzymałość przewyższa je trzykrotnie.