Aviation Studies
Uitwerking IO2 – De trekproef
Thema 3 Engineering
Docent: A. Meijer
Datum uitvoering trekproef: 11-2-2020
Datum uitvoering buigproef: 20-2-2020
Naam student: Studentnr. Groep
Shafique Abdoel
AviationHvA -
500822318 -
A-13
-
Floris -
-Engelsman 500824255
- A-13
Hong
- Shing 500823701
- A-13
-
Inleverdatum: 26-02-2020
,Inleiding en doelstelling
Materiaaleigenschappen als de elasticiteit of treksterkte kunnen verkregen worden door het
uitvoeren van een trek- en/of buigproef. Bij de trekproef wordt het materiaal aan een steeds
groter wordende trekkracht blootgesteld tot het breekt. Tijdens deze meting wordt er door
de computer een grafiek gemaakt, welke de krachten uitdrukt tegen de uitrekking van het
materiaal. Aan deze grafiek kan tevens worden afgelezen tot aan welke krachten het
materiaal zich elastisch gedraagt. Bij het uitvoeren van de tweede proef, de buigproef,
hebben wij gegevens verzameld waarmee het traagheidsmoment en de elasticiteitsmodulus
zijn berekend.
Het is bij de materiaalkeuze van een vleugelonderdeel cruciaal om inzicht te hebben
in deze eigenschappen. Tevens kan de kwaliteit van het geleverde materiaal gecontroleerd
worden door uitvoering van deze proeven.
In dit verslag worden de volgende vragen beantwoord: Is er sprake van correlatie tussen
het oppervlaktetraagheidsmoment en de doorbuiging van een materiaal? En: Welke invloed
heeft het profiel op de elasticiteitsmodulus? Dit gebeurt op basis van zelf uitgevoerde
metingen. Het onderzoek beperkt zich tot een meetinstrument dat uitsluitend de uitgevoerde
krachten en de uitrekking van het beproefde materiaal kan bepalen.
De opbouw van dit verslag is als volgt: Bij de verslagvragen wordt een beschrijving van de
trekproef gemaakt. Tevens wordt hier informatie over de eigenschappen van de twee
gebruikte materiaalsoorten gegeven. Hierna volgen de berekeningen, horende bij de
trekproef, betreffende de eigenschappen van beide metalen. Vervolgens wordt de buigproef
uitgelegd. Hierbij wordt het doel van een buigproef toegelicht evenals de meetmethode. Na
de uitleg volgen de bijhorende berekeningen van het traagheidsmoment en de elasticiteit
van verschillende materiaalprofielen.
3ENG – IO-2 – v2019-20 pagina 2 van 17
, Verslagvragen
1. Wat is het doel van een trekproef? Welke vragen kunnen worden beantwoord met
een trekproef?
Bij een trekproef worden de nominale of ontwerpspanningen vastgesteld door de uitgeoefende
belasting op het materiaal te delen de oppervlakte hiervan ( σ = F/A0). Aan de hand van de
verkregen gegevens kan er antwoord gegeven worden op vragen als:
- Wat is de trekkracht van een materiaal?
- Wat is de uitrekking van een materiaal bij een bepaalde kracht? (Taaiheid)
- Is het materiaal sterk en stijf genoeg om een onderdeel uit te maken van een vliegtuig?
- Heeft het materiaal dezelfde eigenschappen bij hoge of lage temperaturen?
Door de σ als functie van ε grafisch weer te geven, krijgen we een spanning-rek-diagram. Dit
diagram kan de middelen bieden om gegevens inzichtelijk te krijgen over de druk- of treksterkte
van een materiaal, onafhankelijk van de vormgeving of grootte (geometrie).
Het diagram kan antwoord geven op de volgende vragen:
- Wat is het elastisch gedrag van het materiaal?
- Vanaf welke krachten raakt het materiaal permanent vervormd?
Een vliegtuigvleugel is een voorbeeld van materiaal waarbij de krachten die op het materiaal
spelen behoorlijk variabel zijn. Door deze fluctuerende krachten kan de vloeigrens van bepaalde
materialen verschuiven waardoor het elastischer en minder taai wordt. Met trekproeven kan
materiaal op deze eigenschap getest worden. De gegevens worden weergegeven in een kromme
waarvan kan worden afgeleid of er sprake is van hysterese. (Gebruik van metalen. P.16)
2. Beschrijf de proefopstelling. Maak daarbij gebruik van een verklarende illustratie of
tekening (met legenda). Leg uit hoe een trekproef verloopt en welke meetgegevens
er worden vastgelegd.
Om de trekproef uit te voeren hebben we gebruik gemaakt van de rood gekleurde trekbank (deze
trekbank kan meer dan 20kN trekken) (1) daarnaast hebben we ook gebruik gemaakt van een
laptop die de trekgegevens van de 2 metalen plaatjes verwerkte in een spanning-rek grafiek (2).
Om alle gegevens op papier te krijgen hebben we de grafieken uitgeprint (3).
De twee aluminium legeringen die we uit elkaar hebben
getrokken zijn AL 7075 en een AL 5083.
Om de proef uit te voeren hebben we één van de
legeringen tussen de klemmen van de trekbank geplaatst
(4). Vervolgens hebben we op de computer de krachten
“genuld”, waardoor de ontstane grafieken vanuit de
oorsprong van het assenstelsel worden geplot.
De, door de machine uitgeoefende, krachten worden
constant gemeten en zijn te zien op de verticale as.
Tevens wordt de uitrekking van het beproefde materiaal
gemeten en is terug te zien op de horizontale as. Aan de hand van de grafiek kan onder andere
worden vastgesteld, of en bij welke krachten, de legeringen plastisch en elastisch vervormen.
3ENG – IO-2 – v2019-20 pagina 3 van 17
Uitwerking IO2 – De trekproef
Thema 3 Engineering
Docent: A. Meijer
Datum uitvoering trekproef: 11-2-2020
Datum uitvoering buigproef: 20-2-2020
Naam student: Studentnr. Groep
Shafique Abdoel
AviationHvA -
500822318 -
A-13
-
Floris -
-Engelsman 500824255
- A-13
Hong
- Shing 500823701
- A-13
-
Inleverdatum: 26-02-2020
,Inleiding en doelstelling
Materiaaleigenschappen als de elasticiteit of treksterkte kunnen verkregen worden door het
uitvoeren van een trek- en/of buigproef. Bij de trekproef wordt het materiaal aan een steeds
groter wordende trekkracht blootgesteld tot het breekt. Tijdens deze meting wordt er door
de computer een grafiek gemaakt, welke de krachten uitdrukt tegen de uitrekking van het
materiaal. Aan deze grafiek kan tevens worden afgelezen tot aan welke krachten het
materiaal zich elastisch gedraagt. Bij het uitvoeren van de tweede proef, de buigproef,
hebben wij gegevens verzameld waarmee het traagheidsmoment en de elasticiteitsmodulus
zijn berekend.
Het is bij de materiaalkeuze van een vleugelonderdeel cruciaal om inzicht te hebben
in deze eigenschappen. Tevens kan de kwaliteit van het geleverde materiaal gecontroleerd
worden door uitvoering van deze proeven.
In dit verslag worden de volgende vragen beantwoord: Is er sprake van correlatie tussen
het oppervlaktetraagheidsmoment en de doorbuiging van een materiaal? En: Welke invloed
heeft het profiel op de elasticiteitsmodulus? Dit gebeurt op basis van zelf uitgevoerde
metingen. Het onderzoek beperkt zich tot een meetinstrument dat uitsluitend de uitgevoerde
krachten en de uitrekking van het beproefde materiaal kan bepalen.
De opbouw van dit verslag is als volgt: Bij de verslagvragen wordt een beschrijving van de
trekproef gemaakt. Tevens wordt hier informatie over de eigenschappen van de twee
gebruikte materiaalsoorten gegeven. Hierna volgen de berekeningen, horende bij de
trekproef, betreffende de eigenschappen van beide metalen. Vervolgens wordt de buigproef
uitgelegd. Hierbij wordt het doel van een buigproef toegelicht evenals de meetmethode. Na
de uitleg volgen de bijhorende berekeningen van het traagheidsmoment en de elasticiteit
van verschillende materiaalprofielen.
3ENG – IO-2 – v2019-20 pagina 2 van 17
, Verslagvragen
1. Wat is het doel van een trekproef? Welke vragen kunnen worden beantwoord met
een trekproef?
Bij een trekproef worden de nominale of ontwerpspanningen vastgesteld door de uitgeoefende
belasting op het materiaal te delen de oppervlakte hiervan ( σ = F/A0). Aan de hand van de
verkregen gegevens kan er antwoord gegeven worden op vragen als:
- Wat is de trekkracht van een materiaal?
- Wat is de uitrekking van een materiaal bij een bepaalde kracht? (Taaiheid)
- Is het materiaal sterk en stijf genoeg om een onderdeel uit te maken van een vliegtuig?
- Heeft het materiaal dezelfde eigenschappen bij hoge of lage temperaturen?
Door de σ als functie van ε grafisch weer te geven, krijgen we een spanning-rek-diagram. Dit
diagram kan de middelen bieden om gegevens inzichtelijk te krijgen over de druk- of treksterkte
van een materiaal, onafhankelijk van de vormgeving of grootte (geometrie).
Het diagram kan antwoord geven op de volgende vragen:
- Wat is het elastisch gedrag van het materiaal?
- Vanaf welke krachten raakt het materiaal permanent vervormd?
Een vliegtuigvleugel is een voorbeeld van materiaal waarbij de krachten die op het materiaal
spelen behoorlijk variabel zijn. Door deze fluctuerende krachten kan de vloeigrens van bepaalde
materialen verschuiven waardoor het elastischer en minder taai wordt. Met trekproeven kan
materiaal op deze eigenschap getest worden. De gegevens worden weergegeven in een kromme
waarvan kan worden afgeleid of er sprake is van hysterese. (Gebruik van metalen. P.16)
2. Beschrijf de proefopstelling. Maak daarbij gebruik van een verklarende illustratie of
tekening (met legenda). Leg uit hoe een trekproef verloopt en welke meetgegevens
er worden vastgelegd.
Om de trekproef uit te voeren hebben we gebruik gemaakt van de rood gekleurde trekbank (deze
trekbank kan meer dan 20kN trekken) (1) daarnaast hebben we ook gebruik gemaakt van een
laptop die de trekgegevens van de 2 metalen plaatjes verwerkte in een spanning-rek grafiek (2).
Om alle gegevens op papier te krijgen hebben we de grafieken uitgeprint (3).
De twee aluminium legeringen die we uit elkaar hebben
getrokken zijn AL 7075 en een AL 5083.
Om de proef uit te voeren hebben we één van de
legeringen tussen de klemmen van de trekbank geplaatst
(4). Vervolgens hebben we op de computer de krachten
“genuld”, waardoor de ontstane grafieken vanuit de
oorsprong van het assenstelsel worden geplot.
De, door de machine uitgeoefende, krachten worden
constant gemeten en zijn te zien op de verticale as.
Tevens wordt de uitrekking van het beproefde materiaal
gemeten en is terug te zien op de horizontale as. Aan de hand van de grafiek kan onder andere
worden vastgesteld, of en bij welke krachten, de legeringen plastisch en elastisch vervormen.
3ENG – IO-2 – v2019-20 pagina 3 van 17
