ویژگیهای مکانیکی مواد مهندسی
برای نهایی کردن ماده برای یک محصول یا برنامه مهندسی، مهم است که ویژگیهای مکانیکی ماده را درک کنید. ویژگیهای مکانیکی یک ماده آنهایی هستند که تأثیرات قابلیت تحمل و مقاومت مکانیکی و قابلیت پیچش ماده را در شکل مناسب مشخص میکنند. برخی از ویژگیهای مکانیکی معمول یک ماده شامل:
قوی بودن
مقاومت
سختی
قابلیت سخت شدن
خشکی
پهن شدن
طولانی شدن
کریپ و لغزش
استحکام به فشار
خستگی
قوی بودن
این خاصیت ماده است که تغییر شکل یا تخریب ماده در حضور نیروها یا بارهای خارجی را مخالفت میکند. موادی که برای محصولات مهندسی ما انتخاب میکنیم، باید دارای استحکام مکانیکی مناسب باشند تا قادر به کار در زیر نیروهای مکانیکی مختلف یا بارهای متفاوت باشند.
مقاومت
این قابلیت ماده است که انرژی را جذب کرده و بدون ترک پلاستیکی تغییر شکل مییابد. مقدار عددی آن با میزان انرژی در واحد حجم تعیین میشود. واحد آن ژول/ متر مکعب است. مقدار مقاومت یک ماده را میتوان با ویژگیهای تنش-کرنش ماده تعیین کرد. برای مقاومت خوب، مواد باید دارای استحکام و طولانی شدن خوب باشند.
به عنوان مثال: مواد خشک که دارای استحکام خوب اما طولانی شدن محدود هستند، کافی مقاوم نیستند. به طور معکوس، موادی که دارای طولانی شدن خوب اما استحکام کم هستند نیز کافی مقاوم نیستند. بنابراین، برای مقاوم بودن، یک ماده باید قادر به تحمل هم تنش بالا و هم کرنش باشد.
سختی
این قابلیت ماده است که تغییر شکل دائمی را در برابر تنش خارجی مقاومت میکند. اندازهگیریهای مختلف سختی وجود دارد – سختی خراش، سختی فشار و سختی بازگشت.
سختی خراش
سختی خراش قابلیت ماده است که خراشها را در لایه بیرونی به دلیل نیروی خارجی مخالفت میکند.سختی فشار
این قابلیت ماده است که فشار دندانههای سخت و تیز خارجی را مخالفت میکند.سختی بازگشت
سختی بازگشت همچنین به عنوان سختی دینامیکی شناخته میشود. این با ارتفاع "پرش" چکشی با سر الماس که از ارتفاع ثابتی روی ماده رها میشود تعیین میشود.
قابلیت سخت شدن
این قابلیت ماده است که با پردازش حرارتی سخت میشود. این با عمقی که ماده در آن سخت میشود تعیین میشود. واحد SI قابلیت سخت شدن متر (مانند طول) است. قابلیت سخت شدن ماده با قابلیت جوشکاری ماده رابطه معکوس دارد.
خشکی
خشکی ماده نشان میدهد که چقدر آسان ترک میخورد وقتی تحت نیرو یا بار قرار میگیرد. وقتی ماده خشک تحت تنش قرار میگیرد، انرژی کمی جذب میکند و بدون کرنش قابل توجه ترک میخورد. خشکی مخالف طولانی شدن ماده است. خشکی ماده به دمای محیط بستگی دارد. برخی فلزات که در دمای معمولی طولانی شدن دارند، در دمای پایین خشک میشوند.
پهن شدن
پهن شدن خاصیت مواد جامد است که نشان میدهد چقدر آسان یک ماده تحت تنش فشاری تغییر شکل مییابد. پهن شدن اغلب با قابلیت ماده برای تشکیل یک ورق نازک با ضرب یا غلتاندن طبقهبندی میشود. این خاصیت مکانیکی جنبهای از پلاستیسیته ماده است. پهن شدن ماده به دمای محیط بستگی دارد. با افزایش دما، پهن شدن ماده افزایش مییابد.
طولانی شدن
طولانی شدن خاصیت یک ماده جامد است که نشان میدهد چقدر آسان یک ماده تحت تنش کششی تغییر شکل مییابد. طولانی شدن اغلب با قابلیت ماده برای کشیدن به صورت سیم با کشش یا جذب طبقهبندی میشود. این خاصیت مکانیکی جنبهای از پلاستیسیته ماده است و به دمای محیط بستگی دارد. با افزایش دما، طولانی شدن ماده افزایش مییابد.
کریپ و لغزش
کریپ خاصیت ماده است که تمایل ماده را برای حرکت آرام و تغییر شکل دائمی تحت تأثیر تنش مکانیکی خارجی نشان میدهد. این نتیجه طولانی مدت بودن در معرض تنش مکانیکی خارجی با حد عملکرد محدود است. کریپ در موادی که برای مدت طولانی در معرض گرمای خارجی قرار میگیرند شدیدتر است. لغزش در ماده صفحهای با چگالی بالای اتمها است.
استحکام به فشار
استحکام به فشار قابلیت ماده برای جذب انرژی است که با اعمال تنش و آزادسازی انرژی وقتی تنش حذف میشود، تغییر شکل الاستیک مییابد. استحکام به فشار ثابت به عنوان حداکثر انرژی که بدون تغییر شکل دائمی جذب میشود تعریف میشود. مدول استحکام به فشار به عنوان حداکثر انرژی که بدون تغییر شکل دائمی در واحد حجم جذب میشود تعریف میشود. این میتواند با ادغام منحنی تنش-کرنش از صفر تا حد الاستیک تعیین شود. واحد آن ژول/ متر مکعب است.
خستگی
خستگی ضعیف شدن ماده است که به دلیل بارگذاری مکرر ماده ایجاد میشود. وقتی ماده تحت بارگذاری مکرر قرار میگیرد و بارگذاری بیش از مقدار آستانه اما بسیار کمتر از استحکام ماده (حد تنش کششی نهایی یا حد تسلیم) است، ترکهای میکروسکوپی در مرزهای ذرات و رابطها شروع به شکل گرفتن میکنند. در نهایت ترک به اندازه بحرانی میرسد. این ترک به طور ناگهانی گسترش مییابد و ساختار ترک میخورد. شکل ساختار خستگی را بسیار تأثیر میگذارد. سوراخهای مربعی و گوشههای تیز منجر به افزایش تنشها میشوند که ترک خستگی از آنجا شروع میشود.
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
