Napetostni test Kako je, lastnosti, primeri

A Napetostni test Gre za eksperimentalni test, ki se izvaja na vzorcu materiala, da se ugotovi, koliko se upira napenjanjem. Zahvaljujoč temu lahko poznate številne mehanske lastnosti materiala in ugotovite, ali je primerno za določeno zasnovo.

Vzorec je običajno valj, ki se imenuje epruveta. To je podvrženo napetosti, sestavljeno iz uporabe dveh nasprotnih sil na koncih, ki raztegnejo palico in jo deformirajo. Esej še naprej trudi, dokler se vzorec končno ne zlomi.

Slika 1. Napetostni testni stroj. Vir: Wikimedia Commons.

Upoštevajte velikost sil in deformacije, ki jih proizvajajo v vzorcu, od majhnih sil, ki ne povzročajo trajne deformacije, do napetosti, ki jo povzroči lom kosa.

Tam se konča zbiranje podatkov in izdelano je graf napor-napor, ki bo služil za analizo obnašanja materialov, kot so kovine, keramika, cement, les in polimeri.

[TOC]

Kaj se uporablja za preizkus napetosti?

Poskus izvajajo posebni stroji, kot je tisti, prikazan na sliki 1, ki nudijo potrebno prizadevanje za nalaganje in nato prenos gradiva za oceno deformacije.

Kar zadeva vzorec, gre za cev s konstantnim prerezom, na cilindričen, pravokoten ali kvadratni način, katere dimenzije so standardizirane. Skrajnosti so širše, da olajšajo podrejenost vzorcu, kot je prikazano na sliki 2 levo.

Začetna dolžina l_tudi Kalibrirano območje na cevi vzorca se meri in označi. Potem ga držijo čeljusti do preskusnega stroja in to se začne.

Slika 2. Na levi jekleni cevi in ​​desni je isti vzorec že zlomljen. Napetostni test je uničujoč test. Vir: Wikimedia Commons.

Pridobljene lastnosti in podatki

Materiali imajo pred napetostjo različna vedenja, prikazano v naslednjem grafu, za katerega je bilo uporabljeno jeklo. Prizadevanja, uporabljena na navpični osi.

Lahko vam služi: Rutherford Atomski model: Zgodovina, poskusi, postulati

Enotna deformacija nima dimenzij, saj je količnik med spremembo preskusne dolžine Δl = l_F - L_tudi in začetna dolžina. Tako:

ε = ΔL / L_tudi

Velikost truda σ je razlog sila/prerez -sekcije.

V grafu se razlikujeta dve pomembni regiji: elastična cona in plastična cona.

Slika 3. Krivulja napor-deformacije za jeklo. Vir: Mehanika materiala. Hibbeler, R.

Elastično območje

Ko je napetostna prizadevanja σ majhna, je deformacija sorazmerna, kar je znano kot Hookejev zakon:

σ = y ε

Ko trud preneha, se telo vrne v svoje prvotne dimenzije. To je obarvano elastično območje slike 3, ki sega do točke, ki se imenuje Omejitev sorazmernosti. Zaenkrat gradivo upošteva Hookeov zakon.

Sorazmernost konstantna in je Mladi modul, značilno za material in ga je mogoče določiti iz testov napetosti in stiskanja.

Young's modul ima tlačne enote v mednarodnem sistemu [y] = n / m^2 = pa. Enotna deformacija je, kot že rečeno, brezdimenzionalna, zato ima napor σ tudi dimenzije sile na enoto preseka, v SI pa bo njegova enota Pascal: [σ] = n/ m^2 = pa.

Od omejitve sorazmernosti in povečanja truda napreduje v regiji, kjer je deformacija reverzibilna, vendar ne upošteva Hookeovega zakona. Konča na mestu, od koder je telo trajno deformirano Elastična meja.

Plastična cona   

Nato material vstopi v območje vedenja plastike. Ko je območje elastičnega vedenja preseženo, jeklo vstopi v območje Pridobljen trud ali lezenje, v katerem je vzorec deformiran_In.

Vam lahko služi: toplotna dilatacija

Premagovanje prenosnega območja se deformacija poveča z uporabljenim naporom, vendar ne več na linearni način.

Material doživlja spremembe na molekularni ravni in utrjevanje z deformacijo pride. Zato vidimo, da so za dosego deformacije potrebna vse večja prizadevanja.

Meja tega območja je v Zadnji napor. Material se na tej točki šteje za pokvarjen, čeprav je vzorec še vedno v kosu. Od tam se zmanjša potrebna obremenitev za nastanek deformacije in vzorec je postopoma redčen (strogo), dokler končno zlomijo (slika 2, desno).

Ta krivulja in njene regije se imenujejo običajni napor zloma. Toda na njej je neskladna krivulja, imenovana Pravi trud zloma, ki jih dobimo tako.

Obe krivulji, resnični in običajni, sovpadata na območju majhnih prizadevanj do območja Zidance. Kakorkoli že, pričakuje se, da bo material deloval v elastičnem območju, da bi se izognili trajnim deformacijam, ki preprečujejo pravilno delovanje izdelanega kosa.

Torej med najpomembnejšimi podatki, pridobljenimi v preskušanju, so napor σ_In ki določa mejo elastike.

Primeri napetostnih testov

Material, ki je bil v prejšnjem opisu uporabljen kot model, je jeklo, katerega uporaba je široko razširjena v gradbeništvu in industriji. Obstaja pa veliko materialov, kot so beton, beton, različne kovine, zlitine in les, ki se tudi široko uporabljajo.

Vam lahko služi: termodinamični sistem: lastnosti, vrste, primeri

Vsak ima značilno krivuljo, ki je značilna, in glede na njihov odziv na napetost ali vleko sta razvrščena v dve kategoriji: krhke ali duktilne.

Krhki in duktilni materiali

V naslednjem grafu σ v primerjavi z ε (Napetostni napev) Krhke materiale primerjamo (Krhka) in duktili (duktili), čeprav je treba razjasniti, da ima lahko isti material en ali drug odziv, odvisno od dejavnikov, kot je temperatura. Pri nizkih temperaturah so materiali ponavadi krhki.

Izjemna razlika med obema je v tem, da krhki material nima območja donosa ali ima zelo majhno. Takoj, ko elastična meja preseže vzorec. Po drugi strani pa duktilni materiali pred razbijanjem absorbirajo več energije, ker imajo obsežno plastično cono.

Slika 4. Krivulja napor-deformacije za duktilne materiale in krhke materiale. Vir: Wikimedia Commons.

Napetostni test je koristen za razvrščanje materiala, pri čemer je zaželeno glede na uporabo uporabe duktilnih materialov, saj absorbirajo več energije in se lahko deformirajo že dolgo, preden se zlomijo.

Opozoriti je treba tudi.

Odziv različnih materialov na napetostni test

-Sivo lito železo: krhka v napetosti, bolj odporna pri stiskanju.

-Bronza: duktilna.

-Beton: krhko, odvisno od vrste mešanice, vendar zelo odporno pri stiskanju. Ko bo podvržena napetosti, je potrebna ojačitev z jeklenimi palicami.

-Les: Glede na izvor je zmerno duktilen.

-Jeklo: Krhko, ko imate visoko vsebnost ogljika.

-Metakrilat: duktilna pri povečanju temperature.

Reference

1. Pivo, f. 2010. Mehanika materialov. McGraw Hill. 5. Izdaja.
2. Cavazos, j.L. Mehanika materialov. Obnovil od: YouTube.com.
3. Hibbeler, R. 2011. Mehanika materialov. Osma izdaja. Pearson.
4. Collins, d. Linearni nasveti za gibanje. Mehanske lastnosti materialov: napetost in obremenitev. Okrevano od: linearmotiotips.com.
5. Valera Negrete, J. 2005. Splošne zapise o fiziki. Ne.
6. Wikipedija. Test vleke. Okrevano od: je.Wikipedija.org.