Togprófið á styrk er aðallega notað til að ákvarða getu málmefna til að standast skemmdir meðan á teygjuferlinu stendur og er einn af mikilvægum vísbendingum til að meta vélrænni eiginleika efna.
1. togpróf
Togprófið er byggt á grundvallarreglum efnisvirkja. Með því að beita togálagi á efnissýni við vissar aðstæður veldur það tog aflögun þar til sýnið brotnar. Meðan á prófinu stóð var aflögun tilraunaúrtaksins undir mismunandi álagi og hámarksálag þegar sýnishornið er skráð, til að reikna út afraksturstyrk, togstyrk og aðra afköst vísbendinga um efnið.
Streita σ = f/a
σ er togstyrkur (MPA)
F er togálag (n)
A er þversniðssvæði sýnisins
2. Togferill
Greining á nokkrum stigum teygjuferlisins:
A. Í OP stiginu með litlu álagi er lengingin í línulegu sambandi við álagið og FP er hámarksálag til að viðhalda beinni línunni.
b. Eftir að álagið fer yfir FP byrjar togferillinn að taka ólínulegt samband. Úrtakið fer í upphafs aflögunarstigið og álagið er fjarlægt og sýnið getur farið aftur í upphaflegt ástand og afmyndandi.
C. Eftir að álagið er meira en Fe er álagið fjarlægt, hluti aflögunarinnar er endurreistur og hluti af aflögun leifanna er haldið, sem kallast plast aflögun. Fe er kallað teygjanleg mörk.
D. Þegar álagið eykst enn frekar sýnir togferillinn sagatann. Þegar álagið eykst ekki eða lækkar er fyrirbæri stöðugrar lengingar á tilraunasýninu kallað skil. Eftir að hafa skilað byrjar sýnið að gangast undir augljós aflögun plasts.
e. Eftir að hafa skilað sýnir sýnið aukningu á aflögunarþol, vinnuherðingu og styrkingu aflögunar. Þegar álagið nær FB minnkar sami hluti sýnisins skarpt. FB er styrktarmörkin.
f. Rýrnunarfyrirbæri leiðir til lækkunar á burðargetu sýnisins. Þegar álagið nær FK brotnar sýnið. Þetta er kallað brot álag.
Ávöxtunarstyrkur
Ávöxtunarstyrkur er hámarks álagsgildi sem málmefni þolir frá upphafi aflögunar plasts til að ljúka beinbrotum þegar það er orðið fyrir utanaðkomandi krafti. Þetta gildi markar mikilvæga punktinn þar sem efnið breytist frá teygjanlegu aflögunarstiginu yfir í plast aflögunarstigið.
Flokkun
Styrkur efri ávöxtunar: vísar til hámarks álags sýnisins áður en krafturinn lækkar í fyrsta skipti þegar ávöxtun á sér stað.
Styrkur lægri ávöxtunar: vísar til lágmarksálags á ávöxtunarstiginu þegar upphaflega tímabundin áhrif eru hunsuð. Þar sem gildi lægri ávöxtunarstaðar er tiltölulega stöðugt er það venjulega notað sem vísbending um efnisþol, kallað afrakstur eða ávöxtunarstyrkur.
Útreikningsformúla
Fyrir styrk efri ávöxtunar: r = f / sₒ, þar sem F er hámarksaflið áður en krafturinn lækkar í fyrsta skipti á ávöxtunarkröfu, og Sₒ er upphaflega þversniðssvæði sýnisins.
Fyrir styrkur lægri ávöxtunar: r = f / sₒ, þar sem f er lágmarksafl F sem hunsar upphaflega tímabundin áhrif, og Sₒ er upphaflega þversniðssvæði sýnisins.
Eining
Einingin með ávöxtunarstyrk er venjulega MPA (megapascal) eða N/mm² (Newton á fermetra millimetra).
Dæmi
Taktu lítið kolefnisstál sem dæmi, ávöxtunarmörk þess eru venjulega 207MPa. Þegar það er orðið fyrir utanaðkomandi krafti en þessi mörk mun lág kolefnisstál framleiða varanlega aflögun og ekki er hægt að endurheimta það; Þegar það er háð utanaðkomandi krafti minna en þessi mörk getur lág kolefnisstál snúið aftur í upphaflegt ástand.
Ávöxtunarstyrkur er einn af mikilvægum vísbendingum til að meta vélrænni eiginleika málmefna. Það endurspeglar getu efna til að standast aflögun plast þegar það er orðið fyrir utanaðkomandi öflum.
Togstyrkur
Togstyrkur er getu efnis til að standast skemmdir undir togálagi, sem er sérstaklega tjáð sem hámarks álagsgildi sem efnið þolir við togferlið. Þegar togspennan á efninu fer yfir togstyrk hans mun efnið gangast undir plast aflögun eða beinbrot.
Útreikningsformúla
Útreikningsformúla fyrir togstyrk (σt) er:
σt = f / a
Þar sem F er hámarks togkraftur (Newton, N) sem sýnishornið þolir áður en það er brotið, og A er upphaflega þversniðssvæði sýnisins (fermetra millimetra, mm²).
Eining
Einingin með togstyrk er venjulega MPA (megapascal) eða N/mm² (Newton á hvern fermetra millimetra). 1 MPa er jafnt og 1.000.000 Newton á fermetra, sem er einnig jafnt og 1 N/mm².
Áhrif á þætti
Togstyrkur hefur áhrif á marga þætti, þar með talið efnasamsetningu, smíði, hitameðferð, vinnsluaðferð osfrv. Mismunandi efni hafa mismunandi togstyrk, þannig að í hagnýtum forritum er nauðsynlegt að velja viðeigandi efni byggð á vélrænni eiginleika þess efni.
Hagnýt notkun
Togstyrkur er mjög mikilvægur færibreytur á sviði efnavísinda og verkfræði og er oft notaður til að meta vélrænni eiginleika efna. Hvað varðar skipulagshönnun, efnisval, öryggismat osfrv., Er togstyrkur þáttur sem þarf að huga að. Til dæmis, í byggingarverkfræði, er togstyrkur stáls mikilvægur þáttur í því að ákvarða hvort það þolir álag; Á sviði geimferða er togstyrkur léttra og hástyrkra efna lykillinn að því að tryggja öryggi flugvélar.
Þreytustyrkur:
Málmþreyta vísar til þess ferlis þar sem efni og íhlutir framleiða smám saman varanlegt uppsafnaðan skaða á einum eða nokkrum stöðum undir hringlaga streitu eða hringlaga álagi og sprungur eða skyndileg heilbrot koma fram eftir ákveðinn fjölda lotna.
Eiginleikar
Svekkleiki í tíma: Málmþreyta bilun kemur oft skyndilega fram á stuttum tíma án augljósra merkja.
Staðsetning í stöðu: Þreytabilun kemur venjulega fram á staðbundnum svæðum þar sem streita er einbeitt.
Næmi fyrir umhverfi og göllum: Málmþreyta er mjög viðkvæm fyrir umhverfinu og pínulitlum göllum inni í efninu, sem getur flýtt fyrir þreytuferlinu.
Áhrif á þætti
Stress amplitude: Umfang streitu hefur bein áhrif á þreytulíf málmsins.
Meðal streitustærð: Því meiri sem meðalálag er, því styttra er þreytutíma málmsins.
Fjöldi lotna: Því oftar sem málmurinn er undir hringlaga streitu eða álagi, því alvarlegri uppsöfnun þreytutjóns.
Fyrirbyggjandi ráðstafanir
Fínstilltu val á efni: Veldu efni með hærri þreytumörk.
Að draga úr streituþéttni: Draga úr streituþéttni með byggingarhönnun eða vinnsluaðferðum, svo sem að nota ávöl hornbreytingar, auka þversniðsstærð o.s.frv.
Yfirborðsmeðferð: Fægja, úða osfrv. Á yfirborð málmsins til að draga úr yfirborðsgöllum og bæta þreytustyrk.
Skoðun og viðhald: Skoðaðu málmíhluti reglulega til að greina og gera við galla eins og sprungur; Haltu hlutum sem eru viðkvæmir fyrir þreytu, svo sem að skipta um slitna hluta og styrkja veika hlekki.
Málmþreyta er algengur málmbilunarstilling, sem einkennist af undarleika, staðsetningu og næmi fyrir umhverfinu. Streitu amplitude, meðaltal streitu og fjöldi lotna eru meginþættirnir sem hafa áhrif á málmþreytu.
SN ferill: lýsir þreytulífi efna undir mismunandi álagsstigum, þar sem S táknar streitu og N táknar fjölda streituhrings.
Þreytustyrkstuðull formúla:
(Kf = ka \ cdot kb \ cdot kc \ cdot kd \ cdot ke)
Þar sem (ka) er álagsstuðullinn, (kb) er stærðarstuðullinn, (kc) er hitastigstuðullinn, (kd) er yfirborðsgæðaþáttur og (KE) er áreiðanleikaþátturinn.
SN ferill Stærðfræðileg tjáning:
(\ Sigma^m n = c)
Þar sem (\ Sigma) er streita, n er fjöldi streituferða og M og C eru efnislegar fastar.
Útreikningskref
Ákveðið efnisfastana:
Ákveðið gildi M og C með tilraunum eða með því að vísa til viðeigandi bókmennta.
Ákveðið streitustyrkinn: Lítum á raunverulegan lögun og stærð hlutans, svo og streitustyrk af völdum flaka, lykla osfrv., Til að ákvarða streituþáttinn K. Reiknið þreytustyrk: Samkvæmt SN ferlinum og streitu Styrkþáttur, ásamt hönnunarlífi og vinnuálagi hlutans, reikna þreytustyrkinn.
2.. Plastleiki:
Plastleiki vísar til eiginleika efnis sem, þegar hann er undir utanaðkomandi krafti, framleiðir varanlega aflögun án þess að brjóta þegar ytri krafturinn fer yfir teygjanlegt mörk. Þessi aflögun er óafturkræf og efnið mun ekki snúa aftur í upprunalegt lögun jafnvel þó að ytri krafturinn sé fjarlægður.
Plasticity vísitala og útreikningsformúla hennar
Lenging (δ)
Skilgreining: Lenging er hlutfall af heildar aflögun mælishlutans eftir að sýnishornið er togbrotið að upprunalegu lengd málsins.
Formúla: Δ = (L1 - L0) / L0 × 100%
Þar sem L0 er upprunalega mælingarlengd sýnisins;
L1 er lengd málsins eftir að sýnishornið er brotið.
Minnkun á segulmagn (ψ)
Skilgreining: Minnkun hluti er hlutfall hámarks minnkunar á þversniðssvæðinu við hálsstað eftir að sýnishorninu er brotið á upphaflega þversniðssvæðið.
Formúla: ψ = (F0 - F1) / F0 × 100%
Þar sem F0 er upphaflega þversniðssvæði sýnisins;
F1 er þversniðssvæðið við hálsstaðinn eftir að sýnishornið er brotið.
3. hörku
Málmharka er vélrænni eignavísitala til að mæla hörku málmefna. Það gefur til kynna getu til að standast aflögun í staðbundnu rúmmáli á yfirborð málmsins.
Flokkun og framsetning málmharka
Málmharka hefur margvíslegar flokkunar- og framsetningaraðferðir samkvæmt mismunandi prófunaraðferðum. Innihalda aðallega eftirfarandi:
Brinell hörku (HB):
Umfang notkunar: Almennt notað þegar efnið er mýkri, svo sem málm sem ekki eru járn, stál fyrir hitameðferð eða eftir glæðun.
Prófunarregla: Með ákveðinni stærð prófunarálags er hertri stálkúlu eða karbítkúlu með ákveðnum þvermál ýtt inn á yfirborð málmsins sem á að prófa og álagið er losað eftir tiltekinn tíma og þvermál inndráttar á yfirborðinu sem á að prófa er mælt.
Útreikningsformúla: Brinell hörku gildi er kvóti sem fæst með því að deila álaginu með kúlulaga yfirborði inndráttar.
Rockwell hörku (HR):
Umfang notkunar: Almennt notað fyrir efni með meiri hörku, svo sem hörku eftir hitameðferð.
Prófregla: Svipað og Brinell hörku, en nota mismunandi rannsaka (demant) og mismunandi útreikningsaðferðir.
Tegundir: Það fer eftir forritinu, það eru HRC (fyrir mikið hörku), HRA, HRB og aðrar gerðir.
Vickers hörku (HV):
Umfang notkunar: Hentar til smásjárgreiningar.
Prófunarregla: Ýttu á yfirborð efnisins með álagi minna en 120 kg og tígul fermetra keilu inndráttar með hornpunktinum 136 ° og skiptu yfirborðssvæði efnisins inndráttargryfju með álagsgildinu til að fá Vickers hörku gildi.
Leeb Hardness (HL):
Lögun: Portable Hardness Tester, auðvelt að mæla.
Prófunarregla: Notaðu hoppið sem myndast af höggkúluhausnum eftir að hafa haft áhrif á yfirborð hörku og reiknið hörku með hlutfalli af fráköstum hraða kýlisins við 1 mm frá yfirborði sýnisins til högghraða.
Pósttími: SEP-25-2024
