Tès tansyon fòs la sitou itilize pou detèmine kapasite materyèl metal yo pou reziste domaj pandan pwosesis etannman an, epi li se youn nan endikatè enpòtan pou evalye pwopriyete mekanik materyèl yo.
1. Tès tansyon
Tès tansyon an baze sou prensip debaz mekanik materyèl yo. Lè yo aplike yon chaj tansyon sou echantiyon materyèl la anba sèten kondisyon, sa lakòz yon defòmasyon tansyon jiskaske echantiyon an kase. Pandan tès la, yo anrejistre defòmasyon echantiyon eksperimantal la anba diferan chaj ak chaj maksimòm nan lè echantiyon an kase, pou yo ka kalkile fòs sede a, fòs tansyon an ak lòt endikatè pèfòmans materyèl la.
Estrès σ = F/A
σ se fòs tansyon an (MPa)
F se chaj tansyon an (N)
A se sifas seksyonèl echantiyon an
2. Koub tansyon
Analiz plizyè etap nan pwosesis etannman an:
a. Nan etap OP a avèk yon ti chaj, elongasyon an nan yon relasyon lineyè ak chaj la, epi Fp se chaj maksimòm pou kenbe liy dwat la.
b. Apre chaj la depase Fp, koub tansyon an kòmanse pran yon relasyon ki pa lineyè. Echantiyon an antre nan etap defòmasyon inisyal la, epi chaj la retire, epi echantiyon an ka retounen nan eta orijinal li epi defòme elastikman.
c. Apre chaj la depase Fe, yo retire chaj la, yo retabli yon pati nan defòmasyon an, epi yo kenbe yon pati nan defòmasyon rezidyèl la, sa yo rele defòmasyon plastik. Yo rele Fe limit elastik la.
d. Lè chaj la ogmante plis toujou, koub tansyon an montre dan si. Lè chaj la pa ogmante oswa diminye, fenomèn elongasyon kontinyèl echantiyon eksperimantal la rele sede. Apre sede, echantiyon an kòmanse sibi yon defòmasyon plastik evidan.
e. Apre li fin sede, echantiyon an montre yon ogmantasyon nan rezistans defòmasyon, redi pa travay ak ranfòsman defòmasyon. Lè chaj la rive nan Fb, menm pati echantiyon an retresi sevèman. Fb se limit fòs la.
f. Fenomèn kontraksyon an lakòz yon diminisyon nan kapasite sipò echantiyon an. Lè chaj la rive nan Fk, echantiyon an kase. Sa a rele chaj frakti.
Fòs sede
Fòs elastik la se valè maksimòm estrès yon materyèl metal ka sipòte depi nan kòmansman defòmasyon plastik la rive nan yon ka zo kase konplè lè li sibi yon fòs ekstèn. Valè sa a make pwen kritik kote materyèl la fè tranzisyon soti nan etap defòmasyon elastik la pou ale nan etap defòmasyon plastik la.
Klasifikasyon
Fòs sede siperyè: refere a estrès maksimòm echantiyon an anvan fòs la bese pou premye fwa lè sede rive.
Lisans sede ki pi ba: refere a estrès minimòm nan etap sede a lè yo inyore efè tranzitwa inisyal la. Piske valè pwen sede ki pi ba a relativman estab, yo anjeneral itilize li kòm yon endikatè rezistans materyèl, yo rele li pwen sede oswa fòs sede.
Fòmil kalkil
Pou fòs sede ki pi wo a: R = F / Sₒ, kote F se fòs maksimòm lan anvan fòs la bese pou premye fwa nan etap sede a, epi Sₒ se sifas seksyonèl orijinal echantiyon an.
Pou yon fòs sede ki pi ba: R = F / Sₒ, kote F se fòs minimòm F a san nou pa konsidere efè tranzitwa inisyal la, epi Sₒ se sifas seksyonèl orijinal echantiyon an.
Inite
Inite fòs sede a anjeneral se MPa (megapascal) oswa N/mm² (Newton pa milimèt kare).
Egzanp
Pran asye ki gen ti kabòn kòm egzanp, limit elastisite li anjeneral se 207MPa. Lè yo sibi yon fòs ekstèn ki pi gran pase limit sa a, asye ki gen ti kabòn nan ap pwodui yon defòmasyon pèmanan epi li pa ka retabli; lè yo sibi yon fòs ekstèn ki pi piti pase limit sa a, asye ki gen ti kabòn nan ka retounen nan eta orijinal li.
Limyè elastisite a se youn nan endikatè enpòtan pou evalye pwopriyete mekanik materyèl metal yo. Li reflete kapasite materyèl yo pou reziste defòmasyon plastik lè yo sibi fòs ekstèn.
Fòs tansyon
Rezistans tansyon se kapasite yon materyèl pou reziste domaj anba chaj tansyon, ki eksprime espesyalman kòm valè estrès maksimòm ke materyèl la ka sipòte pandan pwosesis tansyon an. Lè estrès tansyon sou materyèl la depase rezistans tansyon li, materyèl la ap sibi defòmasyon plastik oswa ka zo kase.
Fòmil kalkil
Fòmil kalkil pou fòs tansyon (σt) la se:
σt = F / A
Kote F se fòs maksimòm tansyon (Newton, N) ke echantiyon an ka sipòte anvan li kraze, epi A se sifas orijinal seksyonèl echantiyon an (milimèt kare, mm²).
Inite
Inite fòs tansyon an anjeneral se MPa (megapascal) oubyen N/mm² (Newton pa milimèt kare). 1 MPa egal a 1,000,000 Newton pa mèt kare, ki egal tou a 1 N/mm².
Faktè enfliyans
Anpil faktè afekte rezistans a tansyon, tankou konpozisyon chimik la, mikwoestrikti a, pwosesis tretman chalè a, metòd pwosesis la, elatriye. Diferan materyèl gen diferan rezistans a tansyon, kidonk nan aplikasyon pratik, li nesesè pou chwazi materyèl ki apwopriye dapre pwopriyete mekanik materyèl yo.
Aplikasyon pratik
Rezistans a tansyon se yon paramèt trè enpòtan nan domèn syans ak jeni materyèl, epi li souvan itilize pou evalye pwopriyete mekanik materyèl yo. An tèm de konsepsyon estriktirèl, seleksyon materyèl, evalyasyon sekirite, elatriye, rezistans a tansyon se yon faktè ki dwe konsidere. Pa egzanp, nan jeni konstriksyon, rezistans a tansyon asye a se yon faktè enpòtan pou detèmine si li ka sipòte chay; nan domèn ayewospasyal la, rezistans a tansyon materyèl lejè ak ki gen gwo rezistans se kle pou asire sekirite avyon yo.
Fòs fatig:
Fatig metal refere a pwosesis kote materyèl ak konpozan piti piti pwodui domaj kimilatif lokal pèmanan nan youn oubyen plizyè kote anba estrès siklik oubyen defòmasyon siklik, epi fant oubyen frakti konplè toudenkou rive apre yon sèten kantite sik.
Karakteristik
Sibit nan tan: Fatig metal souvan rive sibitman nan yon kout peryòd de tan san siy aparan.
Lokalite nan pozisyon: Fatig echèk anjeneral rive nan zòn lokal kote estrès la konsantre.
Sansiblite a anviwònman ak domaj: Fatig metal trè sansib a anviwònman ak ti domaj andedan materyèl la, sa ki ka akselere pwosesis fatig la.
Faktè enfliyans
Anplitid estrès: Magnitud estrès la afekte dirèkteman lavi fatig metal la.
Magnitud estrès mwayèn: Plis estrès mwayèn nan wo, se plis lavi fatig metal la kout.
Kantite sik: Plis fwa metal la anba estrès oswa defòmasyon siklik, se plis akimilasyon domaj fatig la grav.
Mezi prevantif
Optimize seleksyon materyèl: Chwazi materyèl ki gen limit fatig ki pi wo.
Redui konsantrasyon estrès: Redui konsantrasyon estrès atravè konsepsyon estriktirèl oswa metòd pwosesis, tankou itilize tranzisyon kwen awondi, ogmante dimansyon seksyonèl, elatriye.
Tretman sifas: Polisaj, flite, elatriye sou sifas metal la pou diminye domaj sifas yo epi amelyore rezistans fatig.
Enspeksyon ak antretyen: Enspekte konpozan metal yo regilyèman pou detekte epi repare domaj tankou fant; kenbe pati ki gen tandans fatige, tankou ranplase pati ki ize epi ranfòse lyen ki fèb yo.
Fatig metal se yon mòd komen nan fayit metal, ki karakterize pa sibit, lokalite ak sansiblite nan anviwònman an. Anplitid estrès, mayitid estrès mwayèn ak kantite sik yo se faktè prensipal ki afekte fatig metal.
Koub SN: dekri lavi fatig materyèl yo anba diferan nivo estrès, kote S reprezante estrès epi N reprezante kantite sik estrès.
Fòmil koyefisyan fòs fatig:
(Kf = Ka ∫Kb ∫Kc ∫Kd ∫Ke)
Kote (Ka) se faktè chaj la, (Kb) se faktè gwosè a, (Kc) se faktè tanperati a, (Kd) se faktè kalite sifas la, epi (Ke) se faktè fyab la.
Ekspresyon matematik koub SN:
(\sigma^m N = C)
Kote (\sigma) se estrès, N se kantite sik estrès, epi m ak C se konstan materyèl yo.
Etap kalkil yo
Detèmine konstan materyèl yo:
Detèmine valè m ak C yo atravè eksperyans oubyen lè w konsilte literati ki enpòtan.
Detèmine faktè konsantrasyon estrès la: Konsidere fòm ak gwosè reyèl pyès la, ansanm ak konsantrasyon estrès ki koze pa file, rainure, elatriye, pou detèmine faktè konsantrasyon estrès K la. Kalkile rezistans fatig: Dapre koub SN ak faktè konsantrasyon estrès la, konbine avèk lavi konsepsyon ak nivo estrès k ap travay pyès la, kalkile rezistans fatig la.
2. Plastisite:
Plastisite refere a pwopriyete yon materyèl ki, lè li sibi yon fòs ekstèn, pwodui yon defòmasyon pèmanan san li pa kraze lè fòs ekstèn lan depase limit elastik li. Defòmasyon sa a irevokabl, epi materyèl la p ap retounen nan fòm orijinal li menm si fòs ekstèn lan retire.
Endèks plastisite ak fòmil kalkil li
Elongasyon (δ)
Definisyon: Elongasyon se pousantaj defòmasyon total seksyon kalib la apre echantiyon an fin kase an tansyon pou rive nan longè kalib orijinal la.
Fòmil: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Kote L0 se longè orijinal kalib echantiyon an;
L1 se longè kalib la apre echantiyon an kase.
Rediksyon segmentè (Ψ)
Definisyon: Rediksyon segmentè a se pousantaj rediksyon maksimòm nan sifas seksyonèl la nan pwen kolasyon an apre yo fin kase echantiyon an pou rive nan sifas seksyonèl orijinal la.
Fòmil: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Kote F0 se sifas orijinal seksyonèl echantiyon an;
F1 se sifas seksyonèl la nan pwen koube a apre echantiyon an fin kase.
3. Dite
Dite metal se yon endis pwopriyete mekanik pou mezire dite materyèl metal yo. Li endike kapasite pou reziste defòmasyon nan volim lokal sou sifas metal la.
Klasifikasyon ak reprezantasyon dite metal
Dite metal la gen plizyè metòd klasifikasyon ak reprezantasyon selon diferan metòd tès yo. Prensipalman, sa ki annapre yo enkli:
Dite Brinell (HB):
Dimansyon aplikasyon: Anjeneral yo itilize lè materyèl la pi mou, tankou metal ki pa fè, asye anvan tretman chalè oswa apre rekui.
Prensip tès la: Avèk yon sèten gwosè chaj tès, yo peze yon boul asye fè tèt di oswa yon boul carbure ki gen yon sèten dyamèt sou sifas metal ki pral teste a, epi yo dechaje chaj la apre yon tan espesifye, epi yo mezire dyamèt endentasyon an sou sifas ki pral teste a.
Fòmil kalkil: Valè dite Brinell la se kosyan yo jwenn lè yo divize chaj la pa sifas esferik endentasyon an.
Dite Rockwell (HR):
Dimansyon aplikasyon: Anjeneral yo itilize pou materyèl ki gen pi gwo dite, tankou dite apre tretman chalè.
Prensip tès la: Menm jan ak dite Brinell la, men lè l sèvi avèk diferan sond (dyaman) ak diferan metòd kalkil.
Kalite: Selon aplikasyon an, gen HRC (pou materyèl ki gen gwo dite), HRA, HRB ak lòt kalite.
Dite Vickers (HV):
Dimansyon aplikasyon: Apwopriye pou analiz mikwoskòp.
Prensip tès la: Peze sifas materyèl la avèk yon chaj mwens pase 120kg epi sèvi ak yon endantè kòn kare dyaman ak yon ang somè 136°, epi divize sifas twou endantasyon materyèl la pa valè chaj la pou jwenn valè dite Vickers la.
Dite Leeb (HL):
Karakteristik: Aparèy pou mezire dite pòtab, fasil pou mezire.
Prensip tès la: Sèvi ak rebondisman ki pwodui pa tèt boul enpak la apre li fin frape sifas dite a, epi kalkile dite a pa rapò vitès rebondisman pwenson an a 1mm soti nan sifas echantiyon an ak vitès enpak la.
Dat piblikasyon: 25 septanm 2024
