Meganiese Eienskappe van Ingenieursmateriaal

Om die materiaal vir 'n ingenieursprodukt of toepassing te voltooi, is dit belangrik om die meganiese eienskappe van die materiaal te verstaan. Die meganiese eienskappe van 'n materiaal is dié wat die meganiese sterkte en die vermoë van 'n materiaal om in 'n geskikte vorm te word, beïnvloed. Sommige van die tipiese meganiese eienskappe van 'n materiaal sluit in:

• Sterkheid

• Taaieheid

• Hardheid

• Verhardbaarheid

• Breekbaarheid

• Smeedbaarheid

• Trekbareid

• Kruip en Skuif

• Veerkrag

• Vermoeiing

Sterkheid

Dit is die eienskap van 'n materiaal wat teen die vervorming of breek van die materiaal in die teenwoordigheid van buitekrigte of belasting werk. Materiale wat ons vir ons ingenieursprodukte finaliseer, moet geskikte meganiese sterkte hê om onder verskillende meganiese krigte of belastings te kan werk.

Taaieheid

Dit is die vermoë van 'n materiaal om energie te absorbeer en plasties te vervorm sonder om te breek. Sy numeriese waarde word bepaal deur die hoeveelheid energie per volume eenheid. Sy eenheid is Joule/m3. Die taaieheid van 'n materiaal kan bepaal word deur die spanning-vervormingskenmerke van 'n materiaal. Vir goeie taaieheid, moet materiale goeie sterkte sowel as trekbareid hê.

Byvoorbeeld: broshe materiale, met goeie sterkte maar beperkte trekbareid, is nie taai genoeg nie. Omgekeerd, materiale met goeie trekbareid maar lae sterkte, is ook nie taai genoeg nie. Daarom moet 'n materiaal in staat wees om beide hoë spanning en vervorming te weerstaan om taai te wees.

Hardheid

Dit is die vermoë van 'n materiaal om teen permanente vormverandering as gevolg van buitekrigte te weerstaan. Daar is verskeie maate van hardheid – Krasshardheid, Indentasiehardheid en Terugkaatsinghardheid.

1. Krasshardheid
   Krasshardheid is die vermoë van materiale om skerpe aan die buiterandlaag teen buitekrigte te weerstaan.

2. Indentasiehardheid
   Dit is die vermoë van materiale om indrukking teen buitekrigte te weerstaan.

3. Terugkaatsinghardheid
   Terugkaatsinghardheid word ook dinamiese hardheid genoem. Dit word bepaal deur die hoogte van die "spring" van 'n diamantgetande hamer wat vanaf 'n vaste hoogte op die materiaal val.

Verhardbaarheid

Dit is die vermoë van 'n materiaal om hardheid te bereik deur hittebehandeling. Dit word bepaal deur die diepte tot watter die materiaal hard word. Die SI-eenheid van verhardbaarheid is meter (soos lengte). Verhardbaarheid van materiaal is omgekeerd eweredig aan die lasbaarheid van materiaal.

Breekbaarheid

Breekbaarheid van 'n materiaal dui daarop dat hoe maklik dit breek wanneer dit blootgestel word aan 'n krag of belasting. Wanneer 'n broshe materiaal blootgestel word aan 'n spanning, neem dit baie min energie in en breek sonder beduidende vervorming. Breekbaarheid is die teenoorgestelde van trekbareid van materiaal. Breekbaarheid van materiaal is temperatuurafhanklik. Sommige metaal wat by normale temperatuur trekbaar is, word broshe by lae temperatuur.

Smeedbaarheid

Smeedbaarheid is 'n eienskap van soliede materiale wat daarop dui hoe maklik 'n materiaal onder drukspanning vervorm word. Smeedbaarheid word dikwels gekenmerk deur die vermoë van 'n materiaal om in die vorm van 'n dun vel deur hamer of rol te vorm. Hierdie meganiese eienskap is 'n aspek van plastisiteit van materiaal. Smeedbaarheid van materiaal is temperatuurafhanklik. Met 'n toename in temperatuur, neem die smeedsaamheid van materiaal toe.

Trekbareid

Trekbareid is 'n eienskap van 'n soliede materiaal wat daarop dui hoe maklik 'n materiaal onder trekspanning vervorm word. Trekbareid word dikwels gekenmerk deur die vermoë van 'n materiaal om in 'n draad getrek of getrok te word. Hierdie meganiese eienskap is ook 'n aspek van plastisiteit van materiaal en is temperatuurafhanklik. Met 'n toename in temperatuur, neem die trekbareid van materiaal toe.

Kruip en Skuif

Kruip is die eienskap van 'n materiaal wat daarop dui dat die neiging van 'n materiaal om langsaam te beweeg en permanent te vervorm onder die invloed van buitekrigte. Dit resulteer uit langer tyd blootstelling aan groot buitekrigte binne die grens van oplevering. Kruip is meer ernstig in materiale wat langer tyd aan hitte blootgestel word. Skuif in materiaal is 'n vlak met 'n hoë digtheid van atome.

Veerkrag

Veerkrag is die vermoë van 'n materiaal om energie te absorbeer wanneer dit elasties vervorm word deur spanning toe te pas en die energie te vrylaat wanneer die spanning verwyder word. Bewysbare veerkrag word gedefinieer as die maksimum energie wat geabsorbeer kan word sonder permanente vervorming. Die modulus van veerkrag word gedefinieer as die maksimum energie wat per volume eenheid geabsorbeer kan word sonder permanente vervorming. Dit kan bepaal word deur die spanning-vervorming kure van nul tot elastiese grens te integreer. Sy eenheid is joule/m3.

Vermoeeing

Vermoeeing is die swakking van materiaal veroorsaak deur herhaalde belasting van die materiaal. Wanneer 'n materiaal blootgestel word aan sikliese belasting, en belasting groter as 'n sekere drempelwaarde maar baie onder die sterkte van materiaal (uiterste trekspanningsgrens of opleweringspanningsgrens), begin mikroskopiese barste vorm by korrelgrense en grense. Uiteindelik bereik die barst 'n kritieke grootte. Hierdie barst versprei plotseling en die struktuur breek. Die vorm van die struktuur beïnvloed die vermoeeing baie. Vierkantige gatholle en skerphoeke lei tot verhoogde spannigs waar die vermoeeingbarste begin.

Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goeie artikels wat deelbaar is, as daar inbreuk is kontak vir verwydering.