Inženierijas materiālu mehāniskās īpašības

Lai pabeigtu materiālu inženierzinātniskam produktam vai aplikācijai, ir svarīgi izprast materiāla mekhāniskās īpašības. Materiāla mekhāniskās īpašības ietekmē materiāla mekhānisko stiprumu un spēju veidot piemērotu formu. Dažas no tipiskajām materiāla mekhāniskajām īpašībām ietver:

• Stipruma

• Izturība

• Ķēdīgums

• Apstiprinātspēja

• Spraksmīgums

• Slogāmība

• Plastiskums

• Kriepa un slīde

• Elāstiskums

• Izmats

Stipruma

Tas ir materiāla īpašība, kas pretstatās materiāla deformācijai vai sabojājumam ārējo spēku vai slogu klātbūtnē. Materiāli, kuri tiek izmantoti mūsu inženierzinātniskajos produktos, jābūt ar atbilstošu mekhānisko stiprumu, lai varētu strādāt dažādos mekhāniskos spēkos vai slogos.

Izturība

Tas ir materiāla spēja absorbu t enerģiju un plastiski deformēties bez saliekuma. Tā numuriskā vērtība nosaka enerģijas apjomu vienības tilpumā. Tā mērvienība ir Džauls/m3. Materiāla izturības vērtību var noteikt materiāla sprieguma-deformācijas raksturojumu. Lai būtu laba izturība, materiāliem jābūt gan stipriem, gan plastiskiem.

Piemēram: spraksmīgi materiāli, kuriem ir labs stipruma, bet ierobežota plastiskums, nav pietiekami izturīgi. Otrādi, materiāli ar labu plastiskumu, bet zemu stiprumu, arī nav pietiekami izturīgi. Tātad, lai būtu izturīgs, materiālam jābūt spējīgam izturēt gan augstu spriegumu, gan deformāciju.

Ķēdīgums

Tas ir materiāla spēja pretstatās pastāvīgai formu maiņai ārējo sprieguma dēļ. Ir daudzas metodes, kā mērīt ķēdīgumu – Rāpes ķēdīgums, Ievainojuma ķēdīgums un Atstarpe ķēdīgums.

1. Rāpes ķēdīgums
   Rāpes ķēdīgums ir materiāla spēja pretstatās rāpiem uz materiāla ārējo slāni ārējo spēku dēļ.

2. Ievainojuma ķēdīgums
   Tas ir materiāla spēja pretstatās ievelkumiem no ārējiem smagiem un aspriem objektiem.

3. Atstarpe ķēdīgums
   Atstarpe ķēdīgums arī sauc par dinamisku ķēdīgumu. To nosaka, pamatojoties uz "atstarpes" augstumu, kad diamanta galda martelis tiek nomests no fiksētās augstuma materiālā.

Apstiprinātspēja

Tas ir materiāla spēja iegūt ķēdīgumu, izmantojot ūdensdzesības apstrādes procesus. To nosaka, līdz cik dziļi materiāls kļūst ķēdīgs. Apstiprinātspējas SI vienība ir metrs (līdzīgi kā garums). Materiāla apstiprinātspēja ir inversproporcionala materiāla savienojamībai.

Spraksmīgums

Materiāla spraksmīgums norāda, cik viegli tas saliekuma, ja tā tiek uzsākta spēka vai slogs. Ja spraksmīga materiāla tiek uzsākts spriegums, tas absorbē ļoti mazu enerģijas apjomu un saliekuma bez būtiska deformācija. Spraksmīgums ir pretējs materiāla plastiskumam. Materiāla spraksmīgums ir temperatūras atkarīgs. Daži metāli, kuri ir plastiski normālajā temperatūrā, kļūst spraksmīgi zemākās temperatūrās.

Slogāmība

Slogāmība ir šķīdināto materiālu īpašība, kas norāda, cik viegli materiāls deformējas spiediena sprieguma dēļ. Slogāmība bieži tiek klasificēta pa materiāla spēju veidot plānu gabalu, izmantojot čukstošanu vai gulēšanu. Šī mekhāniskā īpašība ir materiāla plastiskuma aspekts. Materiāla slogāmība ir temperatūras atkarīga. Ar temperatūras pieaugumu materiāla slogāmība palielinās.

Plastiskums

Plastiskums ir šķīdināto materiālu īpašība, kas norāda, cik viegli materiāls deformējas trauksmes sprieguma dēļ. Plastiskums bieži tiek klasificēts pa materiāla spēju izvilkt detaļu, izmantojot vilkšanu. Šī mekhāniskā īpašība ir arī materiāla plastiskuma aspekts un ir temperatūras atkarīga. Ar temperatūras pieaugumu materiāla plastiskums palielinās.

Kriepa un Slīde

Kriepa ir materiāla īpašība, kas norāda materiāla tendenci lēni kustēties un pastāvīgi deformēties ārējo mekhānisko sprieguma ietekmē. Tas notiek dēļ ilgstošas eksponēšanas lielam ārējam mekhāniskam spriegumam robežās, kas nepārsniedz deformācijas robežu. Kriepa ir smagāka materiālos, kuri ilgu laiku tiek sildīti. Slīde materiālā ir plakne ar augstu atomu blīvumu.

Elāstiskums

Elāstiskums ir materiāla spēja absorbu t enerģiju, kad tā tiek elāstiski deformēta, piemērojot spriegumu, un atdod enerģiju, kad spriegums tiek noņemts. Elāstiskums tiek definēts kā maksimālā enerģija, ko var absorbu t bez pastāvīgas deformācijas. Elāstiskuma modulis tiek definēts kā maksimālā enerģija, ko var absorbu t vienības tilpumā bez pastāvīgas deformācijas. To var noteikt, integrējot sprieguma-deformācijas grafiku no nulles līdz elastiskās robežas. Tā mērvienība ir Džauls/m3.

Izmats

Izmats ir materiāla vājināšanās, ko izraisa materiāla atkārtota apkārtējā svara iedarbība. Kad materiālam tiek piemērots cikliskais svars, un svars, kas pārsniedz noteiktu slodzi, bet ir daudz mazāks par materiāla stiprumu (maksimālo trauksmes spriegumu vai deformācijas robežu), mikroskopiski spraugas sāk formēties granu robežās un interfeisu. Galu galā sprauga sasniedz kritisko lielumu. Šī sprauga repidi paplašinās, un struktūra saliekuma. Struktūras forma ļoti ietekmē izmatu. Kvadrātveida spraugas un aspri stūri rada paaugstinātos spriegumus, kur izmata spraugas sākas.

Declarācija: Cienīt originālo, labi rakstītas publicācijas vērtīgas dalīšanai, ja ir pārkāpumi, lūdzu, sazinieties, lai dzēst.