สมบัติทางกลของวัสดุวิศวกรรม

ในการสิ้นสุดวัสดุสำหรับผลิตภัณฑ์หรือแอปพลิเคชันทางวิศวกรรม มีความสำคัญที่ต้องเข้าใจคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุ คุณสมบัติเชิงกลของวัสดุเป็นคุณสมบัติที่มีผลต่อความแข็งแรงและความสามารถในการขึ้นรูปวัสดุให้มีรูปร่างที่เหมาะสม คุณสมบัติเชิงกลที่พบได้ทั่วไปของวัสดุประกอบด้วย:

• ความแข็งแรง

• ความทนทาน

• ความแข็ง

• ความสามารถในการทำให้แข็ง

• ความเปราะบาง

• ความยืดหยุ่น

• ความเหนียว

• การคลานและการเลื่อน

• ความยืดหยุ่น

• ความอ่อนล้า

ความแข็งแรง

เป็นคุณสมบัติของวัสดุที่ต้านทานการเปลี่ยนแปลงรูปร่างหรือการแตกหักในขณะที่มีแรงหรือโหลดจากภายนอก วัสดุที่เราเลือกใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ทางวิศวกรรมต้องมีความแข็งแรงทางกลเพียงพอที่จะทำงานภายใต้แรงหรือโหลดทางกลที่แตกต่างกัน

ความทนทาน

เป็นความสามารถของวัสดุในการดูดซับพลังงานและเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างแบบพลาสติกโดยไม่แตกหัก ค่าตัวเลขถูกกำหนดโดยปริมาณพลังงานต่อหน่วยปริมาตร หน่วยคือ จูล/ม3 ค่าความทนทานของวัสดุสามารถกำหนดได้จากการวิเคราะห์คุณสมบัติความเครียด-การยืดตัว สำหรับความทนทานที่ดี วัสดุควรจะมีความแข็งแรงและความเหนียว

ตัวอย่างเช่น วัสดุที่เปราะบาง แม้ว่าจะมีความแข็งแรงแต่มีความเหนียวต่ำ ไม่สามารถทนทานได้ ตรงกันข้าม วัสดุที่มีความเหนียวแต่ความแข็งแรงต่ำ ก็ไม่สามารถทนทานได้เช่นกัน ดังนั้น เพื่อให้ทนทาน วัสดุควรมีความสามารถในการทนทานทั้งแรงและแรงยืด

ความแข็ง

เป็นความสามารถของวัสดุในการต้านทานการเปลี่ยนแปลงรูปร่างอย่างถาวรเนื่องจากแรงจากภายนอก มีหลายวิธีในการวัดความแข็ง เช่น ความแข็งจากการขีดข่วน ความแข็งจากการทำลาย และความแข็งจากการกระแทก

1. ความแข็งจากการขีดข่วน
   เป็นความสามารถของวัสดุในการต้านทานรอยขีดข่วนบนชั้นผิวนอกจากแรงจากภายนอก

2. ความแข็งจากการทำลาย
   เป็นความสามารถของวัสดุในการต้านทานการบุบจากการกระทบของวัตถุที่แข็งและคมจากภายนอก

3. ความแข็งจากการกระแทก
   ความแข็งจากการกระแทกยังเรียกว่าความแข็งแบบไดนามิก สามารถวัดได้จากการกระโดดของค้อนที่มีปลายเพชรหล่นลงบนวัสดุจากความสูงที่กำหนด

ความสามารถในการทำให้แข็ง

เป็นความสามารถของวัสดุในการทำให้แข็งโดยการแปรรูปด้วยความร้อน สามารถวัดได้จากความลึกที่วัสดุกลายเป็นแข็ง หน่วย SI ของความสามารถในการทำให้แข็งคือเมตร (คล้ายกับความยาว) ความสามารถในการทำให้แข็งของวัสดุมีความสัมพันธ์ผกผันกับความสามารถในการเชื่อมของวัสดุ

ความเปราะบาง

ความเปราะบางของวัสดุแสดงถึงว่าวัสดุนั้นแตกหักได้ง่ายแค่ไหนเมื่อถูกแรงหรือโหลด วัสดุที่เปราะบางเมื่อถูกแรงจะดูดซับพลังงานน้อยและแตกหักโดยไม่มีการยืดตัวมาก ความเปราะบางเป็นคุณสมบัติตรงข้ามกับความเหนียว ความเปราะบางของวัสดุมีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิ บางโลหะที่เหนียวที่อุณหภูมิปกติอาจเปราะบางเมื่ออุณหภูมิต่ำ

ความยืดหยุ่น

ความยืดหยุ่นเป็นคุณสมบัติของวัสดุที่แสดงถึงว่าวัสดุสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้ง่ายแค่ไหนภายใต้แรงกด ความยืดหยุ่นสามารถจำแนกได้จากการที่วัสดุสามารถทำเป็นแผ่นบางโดยการตีหรือกลิ้ง คุณสมบัตินี้เป็นส่วนหนึ่งของความพลาสติกของวัสดุ ความยืดหยุ่นของวัสดุมีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความยืดหยุ่นของวัสดุจะเพิ่มขึ้น

ความเหนียว

ความเหนียวเป็นคุณสมบัติของวัสดุที่แสดงถึงว่าวัสดุสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้ง่ายแค่ไหนภายใต้แรงดึง ความเหนียวสามารถจำแนกได้จากการที่วัสดุสามารถดึงเป็นเส้นลวดโดยการดึงหรือดึงออก คุณสมบัตินี้เป็นส่วนหนึ่งของความพลาสติกของวัสดุและมีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความเหนียวของวัสดุจะเพิ่มขึ้น

การคลานและการเลื่อน

การคลานเป็นคุณสมบัติของวัสดุที่แสดงถึงแนวโน้มของวัสดุในการเคลื่อนที่ช้าๆ และเปลี่ยนรูปร่างอย่างถาวรภายใต้แรงเครียดจากภายนอก การคลานเกิดขึ้นจากการสัมผัสกับแรงเครียดทางกลภายนอกเป็นเวลานาน โดยไม่เกินขีดจำกัดของการยืดหยุ่น การคลานมีความรุนแรงมากในวัสดุที่ถูกสัมผัสกับความร้อนเป็นเวลานาน การเลื่อนในวัสดุเป็นระนาบที่มีความหนาแน่นของอะตอมสูง

ความยืดหยุ่น

ความยืดหยุ่นเป็นความสามารถของวัสดุในการดูดซับพลังงานเมื่อถูกยืดหยุ่นโดยการใช้แรงและปล่อยพลังงานเมื่อลบแรง ความยืดหยุ่นที่พิสูจน์ได้ถูกกำหนดว่าเป็นพลังงานสูงสุดที่สามารถดูดซับได้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างอย่างถาวร โมดูลัสของความยืดหยุ่นถูกกำหนดว่าเป็นพลังงานสูงสุดที่สามารถดูดซับได้ต่อหน่วยปริมาตรโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างอย่างถาวร สามารถวัดได้จากการรวมค่าความเครียด-การยืดตัวจากศูนย์ถึงขีดจำกัดความยืดหยุ่น หน่วยคือ จูล/ม3

ความอ่อนล้า

ความอ่อนล้าคือการอ่อนแอของวัสดุที่เกิดจากการโหลดซ้ำๆ เมื่อวัสดุถูกโหลดวงจรแล้ววงจรและโหลดมากกว่าค่าเกณฑ์ที่กำหนดแต่ต่ำกว่าความแข็งแรงสูงสุด (ขีดจำกัดความต้านทานแรงดึงสูงสุดหรือขีดจำกัดความต้านทานแรงดึง) รอยร้าวขนาดเล็กจะเริ่มเกิดขึ้นที่ขอบเม็ดและขอบติดต่อ เมื่อรอยร้าวถึงขนาดวิกฤต รอยร้าวจะขยายอย่างรวดเร็วและโครงสร้างจะแตก รูปร่างของโครงสร้างมีผลต่อความอ่อนล้ามาก รูปทรงสี่เหลี่ยมและมุมแหลมทำให้เกิดความเครียดที่สูงซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของรอยร้าว

คำแถลง: ให้ความเคารพ ต่อ บทความ ที่ดี คู่ควรกับการแบ่งปัน หากมีการละเมิดสิทธิ์ โปรดติดต่อ ลบ