خصائص الميكانيكية للمواد الهندسية
لإتمام المواد لمنتج أو تطبيق هندسي، من المهم فهم الخصائص الميكانيكية للمادة. الخصائص الميكانيكية للمادة هي تلك التي تؤثر على القوة الميكانيكية وقدرة المادة على التشكيل في شكل مناسب. بعض الخصائص الميكانيكية النموذجية للمادة تشمل:
القوة
الصلابة
الصلابة
قابلية التصلب
الهشاشة
قابلية التشكيل بالطرق
المرونة
الزحف والانزلاق
القدرة على الاسترداد
التعب
القوة
إنها خاصية المادة التي تعارض التشوه أو انهيار المادة بوجود قوى خارجية أو أحمال. يجب أن تكون المواد التي نختارها للمنتجات الهندسية لدينا ذات قوة ميكانيكية مناسبة للعمل تحت مختلف القوى الميكانيكية أو الأحمال.
الصلابة
هي القدرة على امتصاص الطاقة والحصول على تشوه بلاستيكي دون الانكسار. يتم تحديد قيمتها العددية بمقدار الطاقة لكل وحدة حجم. وحدتها هي جول/م3. يمكن تحديد قيمة صلابة المادة من خلال خصائص الإجهاد والتشوه للمادة. للصلابة الجيدة، يجب أن تكون المواد ذات قوة ومرونة جيدة.
على سبيل المثال: المواد الهشة، التي تتمتع بقوة جيدة ولكن بمرونة محدودة، ليست صلبة بما يكفي. وعلى العكس، المواد التي تتمتع بمرونة جيدة ولكن بقوة ضعيفة، ليست صلبة بما يكفي أيضًا. لذلك، لتكون صلبة، يجب أن تكون المادة قادرة على تحمل الإجهاد والتشوه العاليين.
الصلابة
هي القدرة على مقاومة التغير الدائم في الشكل بسبب الإجهاد الخارجي. هناك العديد من مقاييس الصلابة - صلابة الخدش، صلابة الانضغاط، وصلابة الرتد.
صلابة الخدش
هي القدرة على مقاومة الخدوش في الطبقة الخارجية السطحية بسبب القوة الخارجية.صلابة الانضغاط
هي القدرة على مقاومة الانضغاط بسبب الضربة من الأجسام الصلبة والحادة الخارجية.صلابة الرتد
تُسمى أيضًا بالصلابة الديناميكية. يتم تحديدها بواسطة ارتفاع "الرتد" لمطرقة مجهزة بالماس تسقط من ارتفاع ثابت على المادة.
قابلية التصلب
هي القدرة على الحصول على الصلابة عن طريق معالجة الحرارة. يتم تحديدها من خلال العمق الذي يصل إليه التصلب. وحدة النظام الدولي لقابلية التصلب هي المتر (مشابهة للطول). قابلية التصلب للمادة تنعكس بشكل عكسي مع قابلية اللحام للمادة.
الهشاشة
الهشاشة للمادة تشير إلى مدى سهولة انكسارها عند تعرضها لقوة أو حمل. عندما تتعرض المادة الهشة للضغط، فإنها تستوعب طاقة قليلة وتتكسر دون تشوه كبير. الهشاشة هي العكس من المرونة للمادة. الهشاشة للمادة تعتمد على درجة الحرارة. بعض المعادن التي تكون مرنة في درجة حرارة طبيعية تصبح هشة عند درجات حرارة منخفضة.
قابلية التشكيل بالطرق
قابلية التشكيل بالطرق هي خاصية المواد الصلبة التي تشير إلى مدى سهولة تشوه المادة تحت الإجهاد الضاغط. غالبًا ما يتم تصنيف قابلية التشكيل بالطرق بناءً على القدرة على تشكيل المادة في شكل صفائح رقيقة عن طريق الطرق أو الضغط. هذه الخاصية الميكانيكية هي جانب من جوانب المرونة للمادة. قابلية التشكيل بالطرق تعتمد على درجة الحرارة. مع زيادة درجة الحرارة، تزداد قابلية التشكيل بالطرق للمادة.
المرونة
المرونة هي خاصية المادة الصلبة التي تشير إلى مدى سهولة تشوه المادة تحت الإجهاد الشد. غالبًا ما يتم تصنيف المرونة بناءً على القدرة على سحب المادة ليصبح شريطًا رقيقًا. هذه الخاصية الميكانيكية هي جانب من جوانب المرونة للمادة وهي تعتمد على درجة الحرارة. مع زيادة درجة الحرارة، تزداد المرونة للمادة.
الزحف والانزلاق
الزحف هو خاصية المادة التي تشير إلى ميل المادة للتحرك ببطء والتشوه بشكل دائم تحت تأثير الإجهاد الميكانيكي الخارجي. يحدث هذا نتيجة التعرض لفترة طويلة لإجهاد ميكانيكي خارجي كبير ضمن حدود الاستسلام. الزحف أكثر حدة في المواد التي تخضع للحرارة لفترات طويلة. الانزلاق في المادة هو مستوى به كثافة عالية من الذرات.
القدرة على الاسترداد
القدرة على الاسترداد هي القدرة على امتصاص الطاقة عند تشوه المادة بشكل مرن عن طريق تطبيق الإجهاد وإطلاق الطاقة عند إزالة الإجهاد. القدرة على الاسترداد هي الطاقة القصوى التي يمكن امتصاصها دون تشوه دائم. معامل الاسترداد هو الطاقة القصوى التي يمكن امتصاصها لكل وحدة حجم دون تشوه دائم. يمكن تحديده من خلال تكامل منحنى الإجهاد والتشوه من الصفر إلى حد الاسترداد. وحدته هي جول/م3.
التعب
التعب هو تآكل المادة بسبب التحميل المتكرر. عند تعرض المادة للتحميل الدوري، وبحمولة أكبر من قيمة عتبة معينة ولكن أقل بكثير من قوة المادة (حد القوة الشد النهائي أو حد القوة العائد)، تبدأ الشقوق الدقيقة في التشكل عند الحدود البلورية والواجهات. في النهاية، يصل الشق إلى حجم نقدي وينتشر فجأة ويتم تكسر الهيكل. يؤثر شكل الهيكل بشكل كبير على التعب. الفتحات المربعة والأركان الحادة تؤدي إلى زيادة الإجهادات حيث تبدأ الشقوق بتكون.
بيان: احترم الأصلي، المقالات الجيدة مستحقة لمشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى الاتصال لحذف.
