Chidamlilikning kuchlanish sinovi, asosan, cho'zish jarayonida metall materiallarning shikastlanishiga qarshilik ko'rsatish qobiliyatini aniqlash uchun ishlatiladi va materiallarning mexanik xususiyatlarini baholash uchun muhim ko'rsatkichlardan biridir.
1. Tortishish sinovi
Kesish sinovi material mexanikasining asosiy tamoyillariga asoslanadi. Muayyan sharoitlarda material namunasiga valentlik yukini qo'llash orqali u namuna uzilib qolguncha kuchlanish deformatsiyasiga olib keladi. Sinov jarayonida materialning rentabellik, tortishish kuchi va boshqa ishlash ko'rsatkichlarini hisoblash uchun turli xil yuklar ostida eksperimental namunaning deformatsiyasi va namunaning uzilishida maksimal yuk qayd etiladi.
Stress s = F/A
s - tortishish kuchi (MPa)
F - kuchlanish yuki (N)
A - namunaning ko'ndalang kesimi maydoni
2. Cho‘zilish egri chizig‘i
Cho'zish jarayonining bir necha bosqichlarini tahlil qilish:
a. Kichkina yuk bilan OP bosqichida cho'zilish yuk bilan chiziqli munosabatda bo'ladi va Fp to'g'ri chiziqni saqlash uchun maksimal yukdir.
b. Yuk Fp dan oshgandan so'ng, kuchlanish egri chiziqli bo'lmagan munosabatni qabul qila boshlaydi. Namuna dastlabki deformatsiya bosqichiga kiradi va yuk olib tashlanadi va namuna asl holatiga qaytishi va elastik deformatsiyalanishi mumkin.
c. Yuk Fe dan oshib ketgandan keyin yuk olib tashlanadi, deformatsiyaning bir qismi tiklanadi va qoldiq deformatsiyaning bir qismi saqlanib qoladi, bu plastik deformatsiya deb ataladi. Fe elastik chegara deb ataladi.
d. Yuk ko'tarilganda, tortish egri chizig'i arra tishini ko'rsatadi. Yuk ko'paymasa yoki kamaymasa, tajriba namunasining uzluksiz cho'zilishi hodisasi hosildorlik deb ataladi. Namuna hosil bo'lgandan so'ng, aniq plastik deformatsiyaga duchor bo'la boshlaydi.
e. Hosil bo'lgandan so'ng, namuna deformatsiyaga chidamliligi, ishning qattiqlashishi va deformatsiyaning mustahkamlanishini ko'rsatadi. Yuk Fb ga yetganda, namunaning bir xil qismi keskin qisqaradi. Fb - kuch chegarasi.
f. Siqilish hodisasi namunaning yuk ko'tarish qobiliyatining pasayishiga olib keladi. Yuk Fk ga yetganda, namuna buziladi. Bu sinish yuki deb ataladi.
Hosildorlik kuchi
Chidamlilik kuchi - bu metall materialning tashqi kuch ta'sirida plastik deformatsiyaning boshidan to to'liq sinishigacha bardosh bera oladigan maksimal kuchlanish qiymati. Ushbu qiymat materialning elastik deformatsiya bosqichidan plastik deformatsiya bosqichiga o'tadigan muhim nuqtani belgilaydi.
Tasniflash
Yuqori rentabellik kuchi: hosildorlik paydo bo'lganda birinchi marta kuch tushishidan oldin namunaning maksimal kuchlanishiga ishora qiladi.
Pastroq rentabellik darajasi: boshlang'ich vaqtinchalik ta'sir e'tiborga olinmasa, hosil bosqichidagi minimal stressni bildiradi. Pastki rentabellik nuqtasining qiymati nisbatan barqaror bo'lganligi sababli, u odatda material qarshiligining ko'rsatkichi sifatida ishlatiladi, uni hosildorlik nuqtasi yoki oquvchanlik kuchi deb ataladi.
Hisoblash formulasi
Yuqori rentabellik darajasi uchun: R = F / Sₒ, bu erda F - hosildorlik bosqichida birinchi marta kuch tushishidan oldingi maksimal kuch va Sₒ - namunaning asl tasavvurlar maydoni.
Pastroq rentabellik uchun: R = F / Sₒ, bu erda F - boshlang'ich vaqtinchalik ta'sirni e'tiborsiz qoldiradigan minimal F kuch va Sₒ namunaning asl tasavvurlar maydoni.
Birlik
Oqim kuchining birligi odatda MPa (megapaskal) yoki N/mm² (kvadrat millimetr uchun Nyuton).
Misol
Misol sifatida past karbonli po'latni oling, uning rentabellik chegarasi odatda 207MPa ni tashkil qiladi. Ushbu chegaradan kattaroq tashqi kuchga duchor bo'lganda, past karbonli po'lat doimiy deformatsiyani keltirib chiqaradi va uni qayta tiklab bo'lmaydi; bu chegaradan kamroq tashqi kuchga duchor bo'lganda, past karbonli po'lat asl holatiga qaytishi mumkin.
Oqim kuchi metall materiallarning mexanik xususiyatlarini baholash uchun muhim ko'rsatkichlardan biridir. Bu tashqi kuchlar ta'sirida materiallarning plastik deformatsiyaga qarshi turish qobiliyatini aks ettiradi.
Mustahkamlik chegarasi
Chidamlilik - materialning kuchlanish yuki ostida shikastlanishga qarshilik ko'rsatish qobiliyati, bu materialning kuchlanish jarayonida bardosh bera oladigan maksimal kuchlanish qiymati sifatida maxsus ifodalanadi. Materialdagi kuchlanish kuchlanishi uning kuchlanish kuchidan oshib ketganda, material plastik deformatsiyaga yoki sinishga duchor bo'ladi.
Hisoblash formulasi
Uzilish kuchi (st) uchun hisoblash formulasi:
st = F / A
Bu erda F - namuna sinishdan oldin bardosh bera oladigan maksimal kuchlanish kuchi (Nyuton, N) va A - namunaning asl tasavvurlar maydoni (kvadrat millimetr, mm²).
Birlik
Uzilish kuchining birligi odatda MPa (megapaskal) yoki N/mm² (kvadrat millimetr uchun Nyuton). 1 MPa kvadrat metr uchun 1 000 000 Nyutonga teng, bu ham 1 N / mm² ga teng.
Ta'sir etuvchi omillar
Cho'zilish kuchiga ko'plab omillar ta'sir qiladi, shu jumladan kimyoviy tarkibi, mikroyapısı, issiqlik bilan ishlov berish jarayoni, ishlov berish usuli va boshqalar. Turli materiallar turli xil valentlik kuchlariga ega, shuning uchun amaliy qo'llanmalarda mexanik xususiyatlariga qarab mos materiallarni tanlash kerak. materiallar.
Amaliy dastur
Chidamlilik materialshunoslik va muhandislik sohasida juda muhim parametr bo'lib, ko'pincha materiallarning mexanik xususiyatlarini baholash uchun ishlatiladi. Strukturaviy dizayn, material tanlash, xavfsizlikni baholash va boshqalar nuqtai nazaridan, kuchlanish kuchi e'tiborga olinishi kerak bo'lgan omil hisoblanadi. Masalan, qurilish injeneriyasida po'latning kuchlanish kuchi uning yuklarga bardosh bera olishini aniqlashda muhim omil hisoblanadi; aerokosmik sohasida engil va yuqori quvvatli materiallarning kuchlanish kuchi samolyot xavfsizligini ta'minlashning kalitidir.
Charchoq kuchi:
Metall charchoq deganda, materiallar va komponentlar bir yoki bir necha joylarda tsiklik stress yoki tsiklik kuchlanish ostida asta-sekin mahalliy doimiy kümülatif zararni keltirib chiqaradigan va ma'lum miqdordagi tsikllardan keyin yoriqlar yoki to'satdan to'liq yoriqlar paydo bo'ladigan jarayonni anglatadi.
Xususiyatlari
Vaqt o'tishi bilan to'satdan: metall charchoqning buzilishi ko'pincha aniq belgilarsiz qisqa vaqt ichida to'satdan paydo bo'ladi.
Lavozimdagi joy: Charchoq etishmovchiligi odatda stress to'plangan mahalliy joylarda sodir bo'ladi.
Atrof-muhit va nuqsonlarga sezgirlik: Metall charchoq atrof-muhitga va material ichidagi kichik nuqsonlarga juda sezgir bo'lib, charchoq jarayonini tezlashtirishi mumkin.
Ta'sir etuvchi omillar
Stress amplitudasi: Stressning kattaligi metallning charchash muddatiga bevosita ta'sir qiladi.
O'rtacha kuchlanish kattaligi: O'rtacha stress qanchalik katta bo'lsa, metallning charchash muddati shunchalik qisqa bo'ladi.
Tsikllar soni: Metall tsiklik stress yoki kuchlanish ostida qanchalik ko'p bo'lsa, charchoq shikastlanishining to'planishi shunchalik jiddiy bo'ladi.
Profilaktik choralar
Materiallarni tanlashni optimallashtirish: Yuqori charchoq chegaralari bo'lgan materiallarni tanlang.
Stress kontsentratsiyasini kamaytirish: Strukturaviy dizayn yoki ishlov berish usullari orqali stress kontsentratsiyasini kamaytirish, masalan, yumaloq burchak o'tishlarini qo'llash, tasavvurlar o'lchamlarini oshirish va boshqalar.
Yuzaki ishlov berish: sirt nuqsonlarini kamaytirish va charchoq kuchini yaxshilash uchun metall yuzasida parlatish, püskürtme va hokazo.
Tekshirish va texnik xizmat ko'rsatish: yoriqlar kabi nuqsonlarni tezda aniqlash va tuzatish uchun metall qismlarni muntazam ravishda tekshiring; eskirgan qismlarni almashtirish va zaif aloqalarni mustahkamlash kabi charchoqqa moyil bo'lgan qismlarni saqlang.
Metall charchoq - bu to'satdan, mahalliy va atrof-muhitga sezgirlik bilan tavsiflangan keng tarqalgan metall buzilish rejimi. Stress amplitudasi, o'rtacha kuchlanish kattaligi va tsikllar soni metall charchoqqa ta'sir qiluvchi asosiy omillardir.
SN egri chizig'i: turli darajadagi stresslar ostida materiallarning charchash muddatini tavsiflaydi, bu erda S stressni, N esa stress davrlarining sonini ifodalaydi.
Charchoqqa chidamlilik koeffitsienti formulasi:
(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)
Bu erda (Ka) - yuk koeffitsienti, (Kb) - o'lcham omili, (Kc) - harorat omili, (Kd) - sirt sifati, (Ke) - ishonchlilik.
SN egri matematik ifodasi:
(\sigma^m N = C)
Bu erda (\sigma) - stress, N - kuchlanish davrlari soni, m va C - moddiy konstantalar.
Hisoblash bosqichlari
Material konstantalarini aniqlang:
m va C qiymatlarini tajribalar orqali yoki tegishli adabiyotlarga murojaat qilib aniqlang.
Stress kontsentratsiyasi omilini aniqlang: Qismning haqiqiy shakli va o'lchamini, shuningdek, kuchlanish kontsentratsiyasi omilini aniqlash uchun filetalar, kalit yo'llari va boshqalar tufayli yuzaga keladigan stress kontsentratsiyasini hisobga oling K. Charchoq kuchini hisoblang: SN egri chizig'i va stress bo'yicha. konsentratsiya omili, dizayn muddati va qismning ish kuchlanish darajasi bilan birgalikda charchoq kuchini hisoblang.
2. Plastiklik:
Plastiklik deganda materialning tashqi kuch ta’sirida uning elastik chegarasidan oshib ketganda buzilmasdan doimiy deformatsiyaga olib keladigan xususiyati tushuniladi. Bu deformatsiya qaytarilmas va tashqi kuch olib tashlangan taqdirda ham material asl shakliga qaytmaydi.
Plastisit indeksi va uni hisoblash formulasi
Cho'zilish (d)
Ta'rif: cho'zilish - namunaning asl o'lchagich uzunligiga singanidan keyin o'lchagich qismining umumiy deformatsiyasining foizi.
Formula: d = (L1 – L0) / L0 × 100%
Bu erda L0 - namunaning asl o'lchov uzunligi;
L1 - namunani sindirishdan keyingi o'lchov uzunligi.
Segmental qisqarish (P)
Ta'rif: Segmental pasayish - namunaning asl kesma maydoniga singanidan keyin bo'yinbog' nuqtasida kesma maydonining maksimal qisqarish foizi.
Formula: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Bu erda F0 - namunaning asl kesma maydoni;
F1 - namunani sindirishdan keyin bo'yinbog' nuqtasidagi tasavvurlar maydoni.
3. Qattiqlik
Metallning qattiqligi - bu metall materiallarning qattiqligini o'lchash uchun mexanik xususiyat ko'rsatkichi. Bu metall yuzasida mahalliy hajmdagi deformatsiyaga qarshi turish qobiliyatini ko'rsatadi.
Metall qattiqligining tasnifi va tasviri
Metallning qattiqligi turli xil sinov usullariga ko'ra turli tasniflash va vakillik usullariga ega. Asosan quyidagilarni o'z ichiga oladi:
Brinell qattiqligi (HB):
Qo'llash doirasi: Odatda material yumshoqroq bo'lsa, masalan, rangli metallar, po'lat issiqlik bilan ishlov berishdan oldin yoki tavlanishdan keyin qo'llaniladi.
Sinov printsipi: Sinov yukining ma'lum bir o'lchami bilan, ma'lum diametrli qotib qolgan po'latdan yasalgan to'p yoki karbid to'pi sinovdan o'tkaziladigan metall yuzasiga bosiladi va belgilangan vaqtdan keyin yuk tushiriladi va chuqurlik diametri. sinov qilinadigan sirtda o'lchanadi.
Hisoblash formulasi: Brinell qattiqligining qiymati yukni chuqurlikning sharsimon sirt maydoniga bo'lish orqali olingan ko'rsatkichdir.
Rokvellning qattiqligi (HR):
Qo'llash doirasi: Odatda qattiqligi yuqori bo'lgan materiallar uchun ishlatiladi, masalan, issiqlik bilan ishlov berishdan keyin qattiqlik.
Sinov printsipi: Brinell qattiqligiga o'xshash, lekin turli problar (olmos) va turli xil hisoblash usullaridan foydalanish.
Turlari: Qo'llanilishiga qarab, HRC (yuqori qattiqlikdagi materiallar uchun), HRA, HRB va boshqa turlar mavjud.
Vickers qattiqligi (HV):
Qo'llash doirasi: Mikroskop tahlili uchun javob beradi.
Sinov printsipi: 120 kg dan kam yuk bilan material yuzasini va 136 ° burchakli burchakli olmosli kvadrat konusning indenterini bosing va Vickers qattiqlik qiymatini olish uchun material chuqurligining sirt maydonini yuk qiymatiga bo'ling.
Leeb qattiqligi (HL):
Xususiyatlari: Portativ qattiqlik tekshirgich, o'lchash oson.
Sinov printsipi: Qattiqlik yuzasiga ta'sir qilgandan so'ng zarba to'pi boshi tomonidan hosil bo'lgan sakrashdan foydalaning va qattiqlikni namuna yuzasidan 1 mm masofada zımbaning qaytish tezligining zarba tezligiga nisbati bilan hisoblang.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 25-sentabr
