Mechanische Eigenschaften van ingenieursmaterialen

Om het materiaal voor een ingenieursproduct of -toepassing te voltooien, is het belangrijk om de mechanische eigenschappen van het materiaal te begrijpen. De mechanische eigenschappen van een materiaal zijn die welke de mechanische sterkte en de mogelijkheid van een materiaal beïnvloeden om in een geschikte vorm te worden gevormd. Enkele typische mechanische eigenschappen van een materiaal zijn:

• Sterkte

• Taaiheid

• Hardheid

• Verhardbaarheid

• Breekbaarheid

• Smeedbaarheid

• Rekbareigenschap

• Kruipen en glijden

• Veerkracht

• Vermoeiing

Sterkte

Het is de eigenschap van een materiaal die zich verzet tegen vervorming of afbraak van het materiaal in aanwezigheid van externe krachten of belasting. Materialen die we kiezen voor onze ingenieursproducten, moeten een geschikte mechanische sterkte hebben om in staat te zijn om onder verschillende mechanische krachten of belastingen te werken.

Taaiheid

Het is de vermogen van een materiaal om energie op te nemen en plastisch te vervormen zonder te breken. De numerieke waarde wordt bepaald door het bedrag aan energie per volume-eenheid. De eenheid is Joule/m3. De taaiheidswaarde van een materiaal kan worden bepaald door de spanning-vervormingskenmerken van het materiaal. Voor goede taaiheid moeten materialen zowel goede sterkte als rekbareigenschappen hebben.

Bijvoorbeeld: broze materialen met goede sterkte maar beperkte rekbareigenschappen zijn niet taai genoeg. Omgekeerd, materialen met goede rekbareigenschappen maar lage sterkte zijn ook niet taai genoeg. Daarom moet een materiaal in staat zijn om zowel hoge spanning als vervorming te weerstaan om taai te zijn.

Hardheid

Het is het vermogen van een materiaal om permanent vormverandering te weerstaan door externe spanning. Er zijn verschillende maten van hardheid – Krasschardheid, Indentatiehardheid en Terughardheid.

1. Krasschardheid
   Krasschardheid is het vermogen van materialen om krassen op de buitenste laag te weerstaan door externe kracht.

2. Indentatiehardheid
   Het is het vermogen van materialen om inslag te weerstaan door de stoot van externe harde en scherpe objecten.

3. Terughardheid
   Terughardheid wordt ook wel dynamische hardheid genoemd. Het wordt bepaald door de hoogte van de "veer" van een diamant getipte hamer die vanaf een vaste hoogte op het materiaal wordt laten vallen.

Verhardbaarheid

Het is het vermogen van een materiaal om hardheid te bereiken door warmtebehandeling. Het wordt bepaald door de diepte tot waar het materiaal hard wordt. De SI-eenheid van verhardbaarheid is meter (gelijk aan lengte). De verhardbaarheid van een materiaal is omgekeerd evenredig met de lasbaarheid van het materiaal.

Breekbaarheid

Breekbaarheid van een materiaal geeft aan hoe gemakkelijk het breekt wanneer het wordt blootgesteld aan een kracht of belasting. Wanneer een bros materiaal wordt blootgesteld aan spanning neemt het zeer weinig energie op en breekt zonder significante vervorming. Breekbaarheid is het tegenovergestelde van de rekbareigenschap van het materiaal. Breekbaarheid van een materiaal is temperatuurafhankelijk. Sommige metalen die bij normale temperatuur rekbaar zijn, worden bros bij lage temperaturen.

Smeedbaarheid

Smeedbaarheid is een eigenschap van vaste materialen die aangeeft hoe gemakkelijk een materiaal vervormd wordt onder compressieve spanning. Smeedbaarheid wordt vaak gekenmerkt door het vermogen van het materiaal om in de vorm van een dunne plaat te worden gevormd door hameren of rollen. Deze mechanische eigenschap is een aspect van de plasticiteit van het materiaal. Smeedbaarheid van een materiaal is temperatuurgevoelig. Met stijgende temperatuur neemt de smeedbaarheid van het materiaal toe.

Rekbareigenschap

Rekbareigenschap is een eigenschap van een vast materiaal die aangeeft hoe gemakkelijk een materiaal vervormd wordt onder trekspanning. Rekbareigenschap wordt vaak gekenmerkt door het vermogen van het materiaal om uitgerekt te worden tot een draad door trekken of uittrekken. Deze mechanische eigenschap is ook een aspect van de plasticiteit van het materiaal en is temperatuurgevoelig. Met stijgende temperatuur neemt de rekbareigenschap van het materiaal toe.

Kruipen en glijden

Kruipen is de eigenschap van een materiaal die de neiging van het materiaal aangeeft om langzaam te bewegen en permanent te vervormen onder invloed van externe mechanische spanning. Het resulteert uit lange blootstelling aan grote externe mechanische spanning binnen de grens van oprekking. Kruipen is ernstiger in materialen die langdurig aan hitte worden blootgesteld. Glijden in materiaal is een vlak met een hoge dichtheid aan atomen.

Veerkracht

Veerkracht is het vermogen van een materiaal om energie op te nemen wanneer het elastisch wordt vervormd door spanning toe te passen en de energie vrij te geven wanneer de spanning wordt verwijderd. Bewijsveerkracht wordt gedefinieerd als de maximale energie die kan worden opgenomen zonder permanente vervorming. Het modulus van veerkracht wordt gedefinieerd als de maximale energie die per volume-eenheid kan worden opgenomen zonder permanente vervorming. Het kan worden bepaald door de spanning-vervormingskromme van nul tot de elastische grens te integreren. De eenheid is joule/m3.

Vermoedeigenschap

Vermoedeigenschap is het verzwakken van een materiaal veroorzaakt door herhaalde belasting van het materiaal. Wanneer een materiaal wordt blootgesteld aan cyclische belasting, en belasting groter dan een bepaalde drempelwaarde maar veel lager dan de sterkte van het materiaal (ultimatieve treksterktegrens of opleggrens), beginnen microscopische scheuren te ontstaan aan korrelgrenzen en interfaces. Uiteindelijk bereikt de scheur een kritische grootte. Deze scheur verspreidt zich plotseling en de constructie breekt. De vorm van de constructie beïnvloedt de vermoeiing sterk. Vierkante gaten en scherpe hoeken leiden tot verhoogde spanningen waar de vermoeischeur begint.

Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moede gedeeld, als er schending is contact met verwijderen.