צוזאמענפאסונג פון די מעכאנישע אייגנשאפטן פון מעטאל מאטעריאלן

דער צענטראלער שטאַרקייט טעסט ווערט בעיקר גענוצט צו באַשטימען די פיייקייט פון מעטאַל מאַטעריאַלן צו אַנטקעגנשטעלן זיך שאָדן בעת ​​דעם אויסשטרעקן פּראָצעס, און איז איינער פון די וויכטיקע אינדיקאַטאָרן פֿאַר עוואַלויִרן די מעכאַנישע אייגנשאַפטן פון מאַטעריאַלן.

1. ציענדיקע טעסט

דער צוג-טעסט איז באזירט אויף די גרונט-פרינציפן פון מאטעריאל מעכאניק. דורך אנװענדן א צוג-לאסט אויף דעם מאטעריאל-מוסטער אונטער געװיסע באדינגונגען, פאראורזאכט עס צוג-דעפארמאציע ביז דער מוסטער ברעכט זיך. בעת דעם טעסט, װערט רעקארדירט ​​די דעפארמאציע פון ​​דעם עקספערימענטאלן מוסטער אונטער פארשידענע לאסטן און די מאקסימום לאסט ווען דער מוסטער ברעכט זיך, כדי צו רעכענען די שטראָף-שטאַרקייט, צוג-שטאַרקייט און אנדערע פאָרשטעלונג-אינדיקאַטאָרן פון דעם מאַטעריאַל.

דרוק σ = F/A

σ איז די ציענדיקע שטאַרקייט (MPa)

F איז די ציענדיקע לאַסט (N)

א איז די קראָס-סעקשאַנאַל שטח פון דעם מוסטער

2. ציענדיקע קרומע

אנאליז פון עטלעכע שטאפלען פון דעם אויסשטרעקן פראצעס:

א. אין דער OP שטאפל מיט א קליינער לאסט, איז די פארלענגערונג אין א לינעארער באציאונג מיט דער לאסט, און Fp איז די מאקסימום לאסט צו אויפהאלטן די גלייכע ליניע.

ב. נאכדעם וואס די לאסט איז גרעסער ווי Fp, הייבט די צוג-קורווע אן צו נעמען א נישט-לינעארע באציאונג. די מוסטער גייט אריין אין דער ערשטער דעפארמאציע שטאפל, און די לאסט ווערט אוועקגענומען, און די מוסטער קען צוריקקומען צו איר ארגינעלן צושטאנד און עלאסטיש דעפארמירן.

ג. נאכדעם וואס די לאסט איז גרעסער ווי Fe, ווערט די לאסט אוועקגענומען, א טייל פון די דעפארמאציע ווערט צוריקגעשטעלט, און א טייל פון די איבערבלייבנדע דעפארמאציע בלייבט איבער, וואס ווערט גערופן פלאסטישע דעפארמאציע. Fe ווערט גערופן די עלאַסטישע גרענעץ.

ד. ווען די לאַסט וואַקסט ווייטער, ווײַזט די ציענדיקע קורווע זעגצאָן. ווען די לאַסט וואַקסט אָדער פארקלענערט זיך נישט, ווערט די דערשיינונג פון קאָנטינויִערלעכער פֿאַרלענגערונג פֿון דער עקספּערימענטאַלער מוסטער גערופֿן "יידזשינג". נאָך דעם ווי דער מוסטער יידזשט זיך, הייבט ער אָן צו דורכגיין קלאָרע פּלאַסטישע דעפֿאָרמאַציע.

ה. נאך נאכגעבן, ווייזט דער מוסטער א פארגרעסערונג אין דעפארמאציע קעגנשטאנד, ארבעטס-הארטונג און דעפארמאציע פארשטארקערונג. ווען די לאסט דערגרייכט Fb, שרינקט דער זעלבער טייל פונעם מוסטער שטארק. Fb איז די שטארקייט לימיט.

ו. די שרינקונג פענאמען פירט צו א פארקלענערונג אין דער טראָג קאַפּאַציטעט פון דער מוסטער. ווען די לאַסט דערגרייכט Fk, ברעכט זיך די מוסטער. דאָס ווערט גערופן די בראָך לאַסט.

טראָגן שטאַרקייט

ייעלד סטרענגט איז די מאַקסימום שפּאַנונג ווערט וואָס אַ מעטאַל מאַטעריאַל קען וויטשטיין פֿון אָנהייב פֿון פּלאַסטישער דעפאָרמאַציע ביז גאַנץ בראָך ווען אונטערטעניק צו פונדרויסנדיק קראַפט. דער ווערט מאַרקירט דעם קריטישן פּונקט וווּ דער מאַטעריאַל גייט איבער פֿון דער עלאַסטישער דעפאָרמאַציע בינע צו דער פּלאַסטישער דעפאָרמאַציע בינע.

קלאַסיפֿיקאַציע

אויבערשטע ייעלד שטאַרקייט: באַציט זיך צו דער מאַקסימום דרוק פון דער מוסטער איידער די קראַפט פאַלט צום ערשטן מאָל ווען ייעלדונג פּאַסירט.

נידעריקערע ייעלד שטאַרקייט: באַציט זיך צו דער מינימום שפּאַנונג אין דער ייעלד סטאַגע ווען דער ערשטער טראַנזיענט ווירקונג ווערט איגנאָרירט. זינט דער ווערט פון דער נידעריקער ייעלד פונט איז לעפיערעך סטאַביל, ווערט עס געוויינטלעך געניצט ווי אַן אינדיקאַטאָר פון מאַטעריאַל קעגנשטעל, גערופן ייעלד פונט אָדער ייעלד שטאַרקייט.

קאַלקולאַציע פאָרמולע

פֿאַר אויבערשטער ייעלד שטאַרקייט: R = F / Sₒ, וואו F איז די מאַקסימום קראַפט איידער די קראַפט פאַלט פֿאַר דער ערשטער מאָל אין דער ייעלד בינע, און Sₒ איז די אָריגינעלע קראָס-סעקשאַנאַל שטח פון דער מוסטער.

פֿאַר נידעריקער ייעלד שטאַרקייט: R = F / Sₒ, וואו F איז די מינימום קראַפט F איגנאָרירנדיק דעם ערשטן טראַנזיענטן ווירקונג, און Sₒ איז די אָריגינעלע קראָס-סעקשאַנאַל שטח פון דעם מוסטער.

איינהייט

די איינהייט פון ייעלד שטאַרקייט איז געוויינטלעך MPa (מעגאַפּאַסקאַל) אדער N/mm² (ניוטאָן פּער קוואַדראַט מילימעטער).

בייַשפּיל

נעמט נידריג-קארבאן שטאל אלס א ביישפיל, זיין שטראף-גרענעץ איז געווענליך 207MPa. ווען עס ווערט אונטערגעווארפן צו אן עקסטערנער קראפט גרעסער ווי דעם גרעניץ, וועט נידריג-קארבאן שטאל שאפן א שטענדיגע דעפארמאציע און קען נישט ווערן צוריקגעשטעלט; ווען עס ווערט אונטערגעווארפן צו אן עקסטערנער קראפט קלענער ווי דעם גרעניץ, קען נידריג-קארבאן שטאל צוריקקומען צו זיין ארגינעלן צושטאנד.

שטראָף שטאַרקייט איז איינער פון די וויכטיקע אינדיקאַטאָרן פֿאַר עוואַלואַטינג די מעכאַנישע אייגנשאַפטן פון מעטאַל מאַטעריאַלס. עס שפיגלט די פיייקייט פון מאַטעריאַלס צו אַנטקעגנשטעלנ זיך פּלאַסטישע דעפאָרמאַציע ווען אונטערטעניק צו פונדרויסנדיקע כוחות.

ציען שטאַרקייט

צוג-שטאַרקייט איז די מעגלעכקייט פון אַ מאַטעריאַל צו אַנטקעגנשטעלן זיך שאָדן אונטער צוג-לאַסט, וואָס ווערט ספּעציפֿיש אויסגעדריקט ווי דער מאַקסימום שפּאַנונג ווערט וואָס דער מאַטעריאַל קען אַנטקעגנשטעלן בעת ​​דעם צוג-פּראָצעס. ווען דער צוג-שפּאַנונג אויף דעם מאַטעריאַל איז גרעסער ווי זיין צוג-שטאַרקייט, וועט דער מאַטעריאַל דורכגיין פּלאַסטישע דעפאָרמאַציע אָדער בראָך.

קאַלקולאַציע פאָרמולע

די קאַלקולאַציע פאָרמולע פֿאַר ציענדיק שטאַרקייט (σt) איז:

σt = F / A

וואו F איז די מאַקסימום ציענדיקע קראַפט (ניוטאָן, N) וואָס די ספּעסאַמאַן קען אויסהאַלטן איידער זי צעברעכט זיך, און A איז די אָריגינעלע קראָס-סעקשאַנאַל שטח פון דער ספּעסאַמאַן (קוואַדראַט מילימעטער, מ״מ²).

איינהייט

די איינהייט פון צוג-שטארקייט איז געווענליך MPa (מעגאפאסקאַל) אדער N/mm² (ניוטאן פער קוואדראט מילימעטער). 1 MPa איז גלייך צו 1,000,000 ניוטאן פער קוואדראט מעטער, וואס איז אויך גלייך צו 1 N/mm².

איינפלוסנדיקע פאַקטאָרן

ציענדיקע שטאַרקייט ווערט באַאיינפלוסט דורך פילע פאַקטאָרן, אַרייַנגערעכנט די כעמישע זאַץ, מיקראָסטרוקטור, היץ באַהאַנדלונג פּראָצעס, פּראַסעסינג מעטאָד, עטק. פאַרשידענע מאַטעריאַלן האָבן פאַרשידענע ציענדיקע שטאַרקייטן, אַזוי אין פּראַקטישע אַפּלאַקיישאַנז איז עס נייטיק צו סעלעקטירן פּאַסיק מאַטעריאַלן באזירט אויף די מעכאַנישע אייגנשאַפטן פון די מאַטעריאַלן.

פּראַקטישע אַפּליקאַציע

צוג-שטארקייט איז א זייער וויכטיגער פאראמעטער אין דעם פעלד פון מאטעריאל וויסנשאפט און אינזשעניריע, און ווערט אפט גענוצט צו אפשאצן די מעכאנישע אייגנשאפטן פון מאטעריאלן. אין באצוג צו סטרוקטורעלן פלאן, מאטעריאל אויסוואל, זיכערהייט אפשאצונג, א.א.וו., איז צוג-שטארקייט א פאקטאר וואס מען מוז באטראכטן. למשל, אין קאנסטרוקציע אינזשעניריע, איז די צוג-שטארקייט פון שטאל א וויכטיגער פאקטאר אין באשטימען צי עס קען אויסהאלטן לאסטן; אין דעם פעלד פון לופטפארט, איז די צוג-שטארקייט פון לייכטע און הויך-שטארקע מאטעריאלן דער שליסל צו זיכער מאכן די זיכערהייט פון עראפלאנען.

מידקייט שטאַרקייט:

מעטאַל מידקייט באַציט זיך צו דעם פּראָצעס אין וועלכן מאַטעריאַלן און קאָמפּאָנענטן ביסלעכווייַז פּראָדוצירן לאָקאַלע שטענדיקע קומולאַטיווע שאָדן אין איין אָדער עטלעכע ערטער אונטער ציקלישן דרוק אָדער ציקלישן שפּאַנונג, און ריסן אָדער פּלוצעמדיקע גאַנצע בראָכן פּאַסירן נאָך אַ געוויסע צאָל ציקלען.

פֿעיִטשערז

פּלוצעמקייט אין צייט: מעטאַל מידקייט דורכפאַל קומט אָפט פּלוצעם אין אַ קורצער צייט אָן קלאָרע וואונדער.

לאקאליטעט אין פאזיציע: מידקייט-פארסאלונג פאסירט געווענליך אין לאקאלע געביטן וואו דרוק איז קאנצענטרירט.

סענסיטיוויטי צו דער סביבה און חסרונות: מעטאַל מידקייט איז זייער סענסיטיוו צו דער סביבה און קליינע חסרונות אינעווייניק פון דעם מאַטעריאַל, וואָס קענען פאַרגיכערן דעם מידקייט פּראָצעס.

איינפלוסנדיקע פאַקטאָרן

סטרעס אַמפּליטוד: די מאַגניטוד פון סטרעס אַפעקץ גלייך די מידקייט לעבן פון די מעטאַל.

דורכשניטלעכע שפּאַנונג מאַגניטוד: די גרעסער די דורכשניטלעכע שפּאַנונג, די קירצער די מידקייט לעבן פון די מעטאַל.

נומער פון ציקלען: וואָס מער מאָל דער מעטאַל איז אונטער ציקלישן דרוק אָדער שפּאַנונג, אַלץ ערנסטער איז די אַקיומיאַליישאַן פון מידקייט שעדיקן.

פאַרהיטנדיקע מיטלען

אָפּטימיזירן מאַטעריאַל סעלעקציע: אויסקלייבן מאַטעריאַלן מיט העכערע מידקייט לימיטן.

רעדוצירן דרוק קאנצענטראציע: רעדוצירן דרוק קאנצענטראציע דורך סטרוקטורעלע פלאן אדער פראצעסירונג מעטאדן, ווי למשל ניצן גערונדענע ווינקל איבערגאנגען, פארגרעסערן קראָס-סעקשאַנאַל דימענסיעס, אאז"וו.

ייבערפלאַך באַהאַנדלונג: פּאָלירן, שפּריצן, אאז"וו אויף דער מעטאַל ייבערפלאַך צו רעדוצירן ייבערפלאַך חסרונות און פֿאַרבעסערן מידקייט שטאַרקייט.

דורכקוק און אויפהאלטונג: רעגולער דורכקוקן מעטאַל קאָמפּאָנענטן צו שנעל דעטעקטירן און פאַרריכטן חסרונות ווי ריסן; אויפהאלטן טיילן וואָס זענען פּראָנע צו מידקייט, אַזאַ ווי פאַרבייַטן וואָרענע טיילן און פארשטארקן שוואַכע לינקס.

מעטאַל מידקייט איז אַ געוויינטלעכער מעטאַל דורכפאַל מאָדע, וואָס איז כאַראַקטעריזירט דורך פּלוצעמקייט, לאָקאַליטעט און סענסיטיוויטי צו דער סביבה. דרוק אַמפּליטוד, דורכשניטלעך דרוק מאַגניטוד און נומער פון ציקלען זענען די הויפּט סיבות וואָס ווירקן מעטאַל מידקייט.

SN קורווע: באשרייבט די מידקייט לעבן פון מאַטעריאַלן אונטער פאַרשידענע דרוק לעוועלס, וואו S רעפּרעזענטירט דרוק און N רעפּרעזענטירט די נומער פון דרוק ציקלען.

מידקייט שטאַרקייט קאָעפיציענט פאָרמולע:

(Kf = Ka ⋅Kb ⋅Kc ⋅Kd ⋅Ke)

וואו (Ka) איז דער לאָוד פאַקטאָר, (Kb) איז דער גרייס פאַקטאָר, (Kc) איז דער טעמפּעראַטור פאַקטאָר, (Kd) איז דער ייבערפלאַך קוואַליטעט פאַקטאָר, און (Ke) איז דער רילייאַבילאַטי פאַקטאָר.

SN קורווע מאטעמאטישער אויסדרוק:

(\sigma^m N = C)

וואו (ρ) איז שפּאַנונג, N איז די צאָל פון שפּאַנונג ציקלען, און m און C זענען מאַטעריאַל קאָנסטאַנטן.

קאַלקולאַציע טריט

באַשטימען די מאַטעריאַל קאָנסטאַנטן:

באַשטימט די ווערטן פון m און C דורך עקספּערימענטן אָדער דורך זיך באַציען צו באַטייַטיק ליטעראַטור.

באַשטימען דעם דרוק קאָנצענטראַציע פאַקטאָר: באַטראַכטן די פאַקטיש פאָרעם און גרייס פון דעם טייל, ווי אויך די דרוק קאָנצענטראַציע געפֿירט דורך פילעץ, שליסלען, עטק., צו באַשטימען דעם דרוק קאָנצענטראַציע פאַקטאָר K. רעכענען מידקייט שטאַרקייט: לויט די SN קורווע און דרוק קאָנצענטראַציע פאַקטאָר, קאַמביינד מיט די פּלאַן לעבן און אַרבעט דרוק מדרגה פון דעם טייל, רעכענען די מידקייט שטאַרקייט.

2. פּלאַסטיסיטי:

פּלאַסטיסיטי באַציט זיך צו דער אייגנשאַפט פון אַ מאַטעריאַל וואָס, ווען עס ווערט אונטערגעוואָרפן צו אַן אויסערלעכער קראַפט, פּראָדוצירט שטענדיקע דעפאָרמאַציע אָן צו ברעכן ווען די אויסערלעכע קראַפט איבערשטייגט איר עלאַסטישע גרענעץ. די דעפאָרמאַציע איז אומקערלעך, און דער מאַטעריאַל וועט נישט צוריקקומען צו זיין אָריגינעלער פאָרעם אפילו אויב די אויסערלעכע קראַפט ווערט אַוועקגענומען.

פּלאַסטיסיטי אינדעקס און זיין קאַלקולאַציע פאָרמולע

פֿאַרלענגערונג (δ)

דעפֿיניציע: פֿאַרלענגערונג איז דער פּראָצענט פֿון דער גאַנצער דעפֿאָרמאַציע פֿון דער גיידזש סעקציע נאָכדעם וואָס דער ספּעסאַמאַן איז צוציעלעך בראָכן צו דער אָריגינעלער גיידזש לענג.

פאָרמולע: δ = (ל1 - ל0) / ל0 × 100%

וואו L0 איז די ארגינעלע גיידזש לענג פון די ספּעסאַמאַן;

L1 איז די מעסטל לענג נאכדעם וואס די מוסטער איז צעבראכן.

סעגמענטאַלע רעדוקציע (Ψ)

דעפיניציע: די סעגמענטאַלע רעדוקציע איז דער פּראָצענט פון דער מאַקסימום רעדוקציע אין דער קראָס-סעקשאַנאַל שטח ביים האַלדז-פּונקט נאָכדעם וואָס דער ספּעסאַמאַן איז צעבראָכן צום אָריגינעלן קראָס-סעקשאַנאַל שטח.

פאָרמולע: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%

וואו F0 איז די ארגינעלע קראָס-סעקשאַנאַל שטח פון דעם ספּעסאַמאַן;

F1 איז די קראָס-סעקשאַנאַל שטח ביים האַלדז-פונקט נאָכדעם וואָס די ספּעסאַמאַן איז צעבראָכן.

3. כאַרטקייט

מעטאַל כאַרטקייט איז אַ מעכאַניש אייגנשאַפט אינדעקס צו מעסטן די כאַרטקייט פון מעטאַל מאַטעריאַלן. עס ווייזט די פיייקייט צו אַנטקעגנשטעלן זיך דעפאָרמאַציע אין די לאָקאַלע באַנד אויף דער מעטאַל ייבערפלאַך.

קלאַסיפֿיקאַציע און רעפּרעזענטאַציע פֿון מעטאַל כאַרדנאַס

מעטאַל כאַרדנאַס האט אַ פאַרשיידנקייט פון קלאַסאַפאַקיישאַן און רעפּרעזענטאַציע מעטהאָדס לויט פאַרשידענע טעסט מעטהאָדס. דער הויפּט אַרייַננעמען די פאלגענדע:

ברינעל כאַרדנאַס (HB):

אַפּליקאַציע פאַרנעם: בכלל געניצט ווען דער מאַטעריאַל איז ווייכער, אַזאַ ווי ניט-פעראַס מעטאַלן, שטאָל איידער היץ באַהאַנדלונג אָדער נאָך אַנילינג.

טעסט פּרינציפּ: מיט אַ געוויסער גרייס פון טעסט לאַסט, ווערט אַ פֿאַרהאַרטעטע שטאָל באַל אָדער קאַרביד באַל פון אַ געוויסן דיאַמעטער אַרײַנגעדריקט אין דער ייבערפֿלאַך פֿון דעם מעטאַל וואָס דאַרף געטעסט ווערן, און די לאַסט ווערט אַראָפּגעלאָדן נאָך אַ באַשטימטער צײַט, און דער דיאַמעטער פֿון דער אײַנדרוק אויף דער ייבערפֿלאַך וואָס דאַרף געטעסט ווערן ווערט געמאָסטן.

קאַלקולאַציע פאָרמולע: די ברינעל כאַרדנאַס ווערט איז דער קוואָטיענט באקומען דורך דיוויידינג די מאַסע דורך די ספעריש ייבערפלאַך שטח פון די ינדענטיישאַן.

ראָקוועל כאַרדנאַס (HR):

אַפּליקאַציע פאַרנעם: בכלל געניצט פֿאַר מאַטעריאַלן מיט העכער כאַרדנאַס, אַזאַ ווי כאַרדנאַס נאָך היץ באַהאַנדלונג.

טעסט פּרינציפּ: ענלעך צו ברינעל כאַרדנאַס, אָבער ניצן אַנדערע פּראָבעס (דיאַמאָנט) און אַנדערע קאַלקולאַציע מעטאָדן.

טיפן: לויט דער אַפּליקאַציע, זענען דאָ HRC (פֿאַר מאַטעריאַלן מיט הויך כאַרטקייט), HRA, HRB און אַנדערע טיפן.

וויקערס כאַרדנאַס (HV):

אַפּליקאַציע־פאַרנעם: פּאַסיק פֿאַר מיקראָסקאָפּ־אַנאַליז.

טעסט פּרינציפּ: דריקן די מאַטעריאַל ייבערפלאַך מיט אַ מאַסע פון ​​ווייניקער ווי 120 קג און אַ דיאַמאָנד קוואַדראַט קאָן אינדענטער מיט אַ ווערטעקס ווינקל פון 136°, און טיילן די ייבערפלאַך שטח פון די מאַטעריאַל ינדענטיישאַן גרוב דורך די מאַסע ווערט צו באַקומען די וויקערס כאַרדנאַס ווערט.

לעב כאַרדנאַס (HL):

פֿעיִקייטן: פּאָרטאַטיוו כאַרדנאַס טעסטער, גרינג צו מעסטן.

טעסט פּרינציפּ: ניצט דעם אָפּשפּרונג וואָס ווערט גענערירט דורך דעם אימפּאַקט-באָל קאָפּ נאָך דעם ווי ער קלאַפּט אויף דער כאַרטקייט-איבערפלאַך, און רעכנט אויס די כאַרטקייט לויטן פאַרהעלטעניש פון דער אָפּשפּרונג-געשווינדיקייט פון דעם זעץ ביי 1 מ"מ פון דער מוסטער-איבערפלאַך צו דער אימפּאַקט-געשווינדיקייט.