Testi tërheqës i forcës përdoret kryesisht për të përcaktuar aftësinë e materialeve metalike për t'i rezistuar dëmtimit gjatë procesit të shtrirjes, dhe është një nga treguesit e rëndësishëm për vlerësimin e vetive mekanike të materialeve.
1. Testi në tërheqje
Testi i tensionit bazohet në parimet themelore të mekanikës materiale. Duke aplikuar një ngarkesë në tërheqje në mostrën e materialit në kushte të caktuara, ajo shkakton deformim në tërheqje derisa të prishet mostra. Gjatë provës, deformimi i mostrës eksperimentale nën ngarkesa të ndryshme dhe ngarkesa maksimale kur regjistrohet mostra, në mënyrë që të llogaritni forcën e rendimentit, forcën elastike dhe treguesit e tjerë të performancës së materialit.
Stresi σ = f/a
σ është forca elastike (MPA)
F është ngarkesa elastike (n)
A është zona kryq seksionale e ekzemplarit
2. Kurba e tensionit
Analiza e disa fazave të procesit të shtrirjes:
a Në fazën OP me një ngarkesë të vogël, zgjatja është në një marrëdhënie lineare me ngarkesën, dhe FP është ngarkesa maksimale për të ruajtur vijën e drejtë.
b. Pasi ngarkesa tejkalon FP, kurba e tensionit fillon të marrë një marrëdhënie jo-lineare. Mostra hyn në fazën fillestare të deformimit, dhe ngarkesa hiqet, dhe mostra mund të kthehet në gjendjen e tij origjinale dhe të deformojë në mënyrë elastike.
c. Pasi ngarkesa të tejkalojë Fe, ngarkesa hiqet, një pjesë e deformimit është rivendosur, dhe ruhet një pjesë e deformimit të mbetur, i cili quhet deformim plastik. Fe quhet kufiri elastik.
d. Kur ngarkesa të rritet më tej, kurba e tensionit tregon sharrën. Kur ngarkesa nuk rritet ose zvogëlohet, fenomeni i zgjatjes së vazhdueshme të mostrës eksperimentale quhet duke dhënë. Pas renditjes, mostra fillon të pësojë deformim të dukshëm plastik.
e. Pas renditjes, mostra tregon një rritje të rezistencës së deformimit, forcimit të punës dhe forcimit të deformimit. Kur ngarkesa arrin në FB, e njëjta pjesë e mostrës zvogëlohet ndjeshëm. FB është kufiri i forcës.
f. Fenomeni i tkurrjes çon në një ulje të kapacitetit mbajtës të mostrës. Kur ngarkesa arrin FK, mostra prishet. Kjo quhet ngarkesa e frakturës.
Fuqinë e rendimentit
Forca e rendimentit është vlera maksimale e stresit që një material metalik mund t'i rezistojë nga fillimi i deformimit plastik deri në frakturën e plotë kur i nënshtrohet forcës së jashtme. Kjo vlerë shënon pikën kritike ku materiali kalon nga faza e elastike e deformimit në fazën e deformimit plastik.
Klasifikim
Forca e sipërme e rendimentit: i referohet stresit maksimal të mostrës përpara se forca të bjerë për herë të parë kur ndodh dhënia.
Forca më e ulët e rendimentit: i referohet stresit minimal në fazën e rendimentit kur injorohet efekti fillestar kalimtar. Meqenëse vlera e pikës më të ulët të rendimentit është relativisht e qëndrueshme, zakonisht përdoret si një tregues i rezistencës së materialit, i quajtur pika e rendimentit ose forca e rendimentit.
Formula e llogaritjes
Për forcën e sipërme të rendimentit: r = f / sₒ, ku f është forca maksimale para se forca të bjerë për herë të parë në fazën e rendimentit, dhe Sₒ është zona origjinale e seksionit kryq të mostrës.
Për forcën e rendimentit më të ulët: r = f / sₒ, ku f është forca minimale f duke injoruar efektin fillestar kalimtar, dhe Sₒ është zona origjinale e kryqëzimit të mostrës.
Njësi
Njësia e forcës së rendimentit është zakonisht MPA (megapascal) ose N/mm² (Njutoni për milimetër katror).
Shembull
Merrni çelikun e karbonit të ulët si shembull, kufiri i tij i rendimentit është zakonisht 207MPA. Kur i nënshtrohet një force të jashtme më të madhe se ky kufi, çeliku i ulët i karbonit do të prodhojë deformim të përhershëm dhe nuk mund të rikthehet; Kur i nënshtrohet një force të jashtme më pak se ky kufi, çeliku i ulët i karbonit mund të kthehet në gjendjen e tij origjinale.
Forca e rendimentit është një nga treguesit e rëndësishëm për vlerësimin e vetive mekanike të materialeve metalike. Pasqyron aftësinë e materialeve për t'i rezistuar deformimit plastik kur i nënshtrohet forcave të jashtme.
Forcë në tërheqje
Forca elastike është aftësia e një materiali për t'i rezistuar dëmtimit nën ngarkesën elastike, e cila shprehet posaçërisht si vlera maksimale e stresit që materiali mund t'i rezistojë gjatë procesit të tensionit. Kur stresi ilastik në material tejkalon forcën e tij në tërheqje, materiali do t'i nënshtrohet deformimit ose frakturës plastike.
Formula e llogaritjes
Formula e llogaritjes për forcën elastike (σt) është:
σt = f / a
Kur F është forca maksimale e tensionit (Njutoni, N) që ekzemplari mund të rezistojë para se të prishet, dhe A është zona origjinale e seksionit kryq të ekzemplarit (milimetër katror, mm²).
Njësi
Njësia e forcës së tensionit është zakonisht MPA (megapascal) ose N/mm² (Newton për milimetër katror). 1 MPa është e barabartë me 1.000,000 Newtons për metër katror, i cili është gjithashtu i barabartë me 1 N/mm².
Faktorët ndikues
Forca elastike ndikohet nga shumë faktorë, duke përfshirë përbërjen kimike, mikrostrukturën, procesin e trajtimit të nxehtësisë, metodën e përpunimit, etj. Materiale të ndryshme kanë forca të ndryshme tërheqëse, kështu që në aplikimet praktike, është e nevojshme të zgjidhni materiale të përshtatshme bazuar në vetitë mekanike të materiale.
Zbatim praktik
Forca e tensionit është një parametër shumë i rëndësishëm në fushën e shkencës dhe inxhinierisë së materialeve, dhe shpesh përdoret për të vlerësuar vetitë mekanike të materialeve. Për sa i përket modelit strukturor, zgjedhjes së materialit, vlerësimit të sigurisë, etj., Forca elastike është një faktor që duhet të merret në konsideratë. Për shembull, në inxhinierinë e ndërtimit, forca elastike e çelikut është një faktor i rëndësishëm në përcaktimin nëse mund t'i rezistojë ngarkesave; Në fushën e hapësirës ajrore, forca elastike e materialeve të lehta dhe me forcë të lartë është çelësi për të siguruar sigurinë e avionëve.
Forca e lodhjes:
Lodhja e metaleve i referohet procesit në të cilin materialet dhe përbërësit gradualisht prodhojnë dëme kumulative të përhershme lokale në një ose disa vende nën stresin ciklik ose tendosjen ciklike, dhe çarje ose fraktura të plota të papritura ndodhin pas një numri të caktuar të cikleve.
Tiparet
Papritur në kohë: Dështimi i lodhjes së metaleve shpesh ndodh papritur në një periudhë të shkurtër kohe pa shenja të dukshme.
Lokaliteti në pozicion: Dështimi i lodhjes zakonisht ndodh në zonat lokale ku stresi është i përqendruar.
Ndjeshmëria ndaj mjedisit dhe defekteve: Lodhja e metaleve është shumë e ndjeshme ndaj mjedisit dhe defekteve të vogla brenda materialit, të cilat mund të përshpejtojnë procesin e lodhjes.
Faktorët ndikues
Amplituda e stresit: Madhësia e stresit ndikon drejtpërdrejt në jetën e lodhjes së metalit.
Madhësia mesatare e stresit: Sa më i madh të jetë stresi mesatar, aq më e shkurtër është jeta e lodhjes së metalit.
Numri i cikleve: Sa më shumë herë metali është nën stres ciklik ose tendosje, aq më serioze akumulimi i dëmtimit të lodhjes.
Masa parandaluese
Optimizoni zgjedhjen e materialit: Zgjidhni materiale me kufij më të lartë të lodhjes.
Ulja e përqendrimit të stresit: Ulja e përqendrimit të stresit përmes modelimit strukturor ose metodave të përpunimit, të tilla si përdorimi i tranzicioneve të rrumbullakosura të qosheve, rritja e dimensioneve të seksionit kryq, etj.
Trajtimi i sipërfaqes: lustrimi, spërkatja, etj. Në sipërfaqen e metaleve për të zvogëluar defektet e sipërfaqes dhe për të përmirësuar forcën e lodhjes.
Inspektimi dhe Mirëmbajtja: Inspektoni rregullisht përbërësit e metaleve për të zbuluar menjëherë dhe riparuar defektet siç janë çarjet; Mirëmbani pjesët e prirura për lodhje, të tilla si zëvendësimi i pjesëve të veshura dhe forcimi i lidhjeve të dobëta.
Lodhja e metaleve është një mënyrë e zakonshme e dështimit të metaleve, e cila karakterizohet nga papritur, lokaliteti dhe ndjeshmëria ndaj mjedisit. Amplituda e stresit, madhësia mesatare e stresit dhe numri i cikleve janë faktorët kryesorë që ndikojnë në lodhjen e metaleve.
Kurba SN: Përshkruan jetën e lodhjes së materialeve nën nivele të ndryshme stresi, ku S paraqet stresin dhe N paraqet numrin e cikleve të stresit.
Formula e koeficientit të forcës së lodhjes:
(Kf = ka \ cdot kb \ cdot kc \ cdot kd \ cdot ke)
Kur (KA) është faktori i ngarkesës, (kb) është faktori i madhësisë, (kc) është faktori i temperaturës, (kd) është faktori i cilësisë së sipërfaqes, dhe (KE) është faktori i besueshmërisë.
Shprehja matematikore e kurbës SN:
(\ sigma^m n = c)
Ku (\ sigma) është stresi, n është numri i cikleve të stresit, dhe m dhe c janë konstanta materiale.
Hapat e llogaritjes
Përcaktoni konstantet materiale:
Përcaktoni vlerat e M dhe C përmes eksperimenteve ose duke iu referuar literaturës përkatëse.
Përcaktoni faktorin e përqendrimit të stresit: Konsideroni formën dhe madhësinë aktuale të pjesës, si dhe përqendrimin e stresit të shkaktuar nga filetot, rrugët kryesore, etj., Për të përcaktuar faktorin e përqendrimit të stresit K. Llogaritni forcën e lodhjes: Sipas kurbës SN dhe stresit Faktori i përqendrimit, i kombinuar me jetën e projektimit dhe nivelin e stresit të punës të pjesës, llogarit forcën e lodhjes.
2. Plasticiteti:
Plasticiteti i referohet pronës së një materiali që, kur i nënshtrohet forcës së jashtme, prodhon deformim të përhershëm pa thyer kur forca e jashtme tejkalon kufirin e saj elastik. Ky deformim është i pakthyeshëm, dhe materiali nuk do të kthehet në formën e tij origjinale edhe nëse forca e jashtme hiqet.
Indeksi i plasticitetit dhe formula e tij e llogaritjes
Zgjatja (δ)
Përkufizimi: Zgjatja është përqindja e deformimit total të seksionit të matësit pasi ekzemplari të jetë i tensionuar i thyer në gjatësinë origjinale të matësit.
Formula: δ = (L1 - L0) / L0 × 100%
Ku L0 është gjatësia origjinale e matësit të ekzemplarit;
L1 është gjatësia e matësit pasi të prishet ekzemplari.
Ulje segmentale (ψ)
Përkufizimi: Ulja segmentale është përqindja e uljes maksimale të zonës ndër-seksionale në pikën e qafës pasi ekzemplari është thyer në zonën origjinale të seksionit kryq.
Formula: ψ = (f0 - f1) / f0 × 100%
Ku F0 është zona origjinale e seksionit kryq të ekzemplarit;
F1 është zona kryq seksionale në pikën e qafës pasi të prishet ekzemplari.
3. ngurtësi
Ngurtësia metalike është një indeks i pasurisë mekanike për të matur ngurtësinë e materialeve metalike. Ai tregon aftësinë për t'i rezistuar deformimit në vëllimin lokal në sipërfaqen e metaleve.
Klasifikimi dhe përfaqësimi i ngurtësisë së metaleve
Fortësia e metaleve ka një larmi metodash klasifikimi dhe përfaqësimi sipas metodave të ndryshme të provës. Kryesisht përfshijnë sa vijon:
Fortësia Brinell (HB):
Fushëveprimi i aplikimit: Në përgjithësi përdoret kur materiali është më i butë, siç janë metale jo me ngjyra, çeliku para trajtimit të nxehtësisë ose pas pjekjes.
Parimi i provës: Me një madhësi të caktuar të ngarkesës së provës, një top çeliku të ngurtësuar ose top karbid me një diametër të caktuar shtypet në sipërfaqen e metaleve që do të testohet, dhe ngarkesa shkarkohet pas një kohe të caktuar, dhe diametri i indentacionit Në sipërfaqe për t'u testuar matet.
Formula e llogaritjes: Vlera e ngurtësisë Brinell është kuuti i marrë duke e ndarë ngarkesën nga zona e sipërfaqes sferike të indentacionit.
Fortësia Rockwell (HR):
Fushëveprimi i aplikimit: Në përgjithësi përdoret për materiale me ngurtësi më të lartë, siç është ngurtësia pas trajtimit të nxehtësisë.
Parimi i provës: Ngjashëm me ngurtësinë e Brinell, por duke përdorur sonda të ndryshme (diamant) dhe metoda të ndryshme llogaritjeje.
Llojet: Në varësi të aplikimit, ka HRC (për materiale të forta të larta), HRA, HRB dhe lloje të tjera.
Ngurtësia e Vickers (HV):
Fushëveprimi i aplikimit: I përshtatshëm për analizën e mikroskopit.
Parimi i provës: Shtypni sipërfaqen e materialit me një ngarkesë prej më pak se 120 kg dhe një indenter konin me katror diamanti me një kënd kulm prej 136 °, dhe ndani sipërfaqen e sipërfaqes së gropës së indentacionit të materialit nga vlera e ngarkesës për të marrë vlerën e ngurtësisë Vickers.
Fortësia e Leeb (HL):
Karakteristikat: Testues i ngurtësisë së lëvizshëm, i lehtë për t’u matur.
Parimi i Testit: Përdorni fryrjen e gjeneruar nga koka e topit të ndikimit pasi të keni ndikuar në sipërfaqen e ngurtësisë dhe llogaritni ngurtësinë me raportin e shpejtësisë së kthimit të grushtit në 1 mm nga sipërfaqja e mostrës në shpejtësinë e ndikimit.
Koha e postimit: Shtator-25-2024
