የብረታ ብረት ቁሳቁሶች ሜካኒካል ባህሪያት ማጠቃለያ

የጥንካሬው የመለጠጥ ፈተና በዋናነት የብረት ቁሶችን በመለጠጥ ሂደት ውስጥ የሚደርሰውን ጉዳት የመቋቋም አቅም ለመወሰን ጥቅም ላይ የሚውል ሲሆን የቁሳቁሶችን ሜካኒካል ባህሪያት ለመገምገም አስፈላጊ ከሆኑ ጠቋሚዎች አንዱ ነው።

1. የመለጠጥ ሙከራ

የመለጠጥ ሙከራው በቁሳዊ ሜካኒክስ መሰረታዊ መርሆች ላይ የተመሰረተ ነው. በተወሰኑ ሁኔታዎች ላይ የንጥረትን ጭነት ወደ ቁሳቁስ ናሙና በመተግበር ናሙናው እስኪሰበር ድረስ የመለጠጥ ቅርጽን ያመጣል. በፈተናው ወቅት የሙከራው ናሙና በተለያዩ ሸክሞች ውስጥ መበላሸቱ እና የናሙና እረፍቶች በሚመዘገቡበት ጊዜ ከፍተኛው ጭነት የምርት ጥንካሬን ፣ የመለጠጥ ጥንካሬን እና የእቃውን ሌሎች የአፈፃፀም አመልካቾችን ለማስላት።

ውጥረት σ = F/A

σ የመሸከም ጥንካሬ (MPa) ነው

ረ የመሸከም አቅም (N)

ሀ የናሙናው መስቀለኛ ክፍል ነው።

2. የመጎተት ኩርባ

የመለጠጥ ሂደት በርካታ ደረጃዎች ትንተና;

ሀ. በ OP ደረጃ በትንሽ ጭነት, ማራዘም ከጭነቱ ጋር ቀጥተኛ ግንኙነት ነው, እና Fp ቀጥተኛውን መስመር ለመጠበቅ ከፍተኛው ጭነት ነው.

ለ. ጭነቱ ከኤፍፒ (Fp) በላይ ካለፈ በኋላ, የመለጠጥ ኩርባው ቀጥተኛ ያልሆነ ግንኙነት ይጀምራል. ናሙናው ወደ መጀመሪያው የመለወጥ ደረጃ ውስጥ ይገባል, እና ጭነቱ ይወገዳል, እና ናሙናው ወደ ቀድሞው ሁኔታው ​​ሊመለስ እና ሊለጠፍ ይችላል.

ሐ. ጭነቱ ከ Fe በላይ ከሆነ, ጭነቱ ይወገዳል, የዝግመተ ለውጥ ከፊሉ ይመለሳል, እና የተረፈው አካል ከፊሉ ይቆያል, እሱም የፕላስቲክ ቅርጽ ይባላል. Fe የመለጠጥ ገደብ ይባላል.

መ. ጭነቱ የበለጠ በሚጨምርበት ጊዜ የመለጠጥ ኩርባው sawtooth ያሳያል። ጭነቱ ሳይጨምር ወይም ሲቀንስ, የሙከራ ናሙና ቀጣይነት ያለው የማራዘም ክስተት ምርት ይባላል. ከተመረተ በኋላ, ናሙናው ግልጽ የሆነ የፕላስቲክ ቅርጽ መስራት ይጀምራል.

ሠ. ከተመረተ በኋላ, ናሙናው የተበላሹ የመቋቋም ችሎታ መጨመር, የሥራ ማጠናከሪያ እና የተበላሹ ማጠናከሪያዎችን ያሳያል. ጭነቱ Fb ሲደርስ, የናሙናው ተመሳሳይ ክፍል በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል. Fb የጥንካሬ ገደብ ነው።

ረ. የመቀነስ ክስተት የናሙናውን የመሸከም አቅም መቀነስ ያስከትላል። ጭነቱ Fk ሲደርስ, ናሙናው ይሰበራል. ይህ ስብራት ጭነት ይባላል.

የምርት ጥንካሬ

የውጤት ጥንካሬ አንድ የብረት ቁሳቁስ ከፕላስቲክ መበላሸት መጀመሪያ ጀምሮ እስከ ውጫዊ ኃይል በሚደርስበት ጊዜ ስብራትን ለመቋቋም የሚያስችል ከፍተኛው የጭንቀት ዋጋ ነው. ይህ እሴት ቁሳቁሱ ከተለዋዋጭ የመለጠጥ ደረጃ ወደ ፕላስቲክ መበላሸት ደረጃ የሚሸጋገርበትን ወሳኝ ነጥብ ያመለክታል.

ምደባ

የላይኛው ምርት ጥንካሬ፡- ምርት በሚፈጠርበት ጊዜ ኃይሉ ለመጀመሪያ ጊዜ ከመውደቁ በፊት የናሙናውን ከፍተኛ ጭንቀት ያመለክታል።

ዝቅተኛ የምርት ጥንካሬ፡- የመነሻ ጊዜያዊ ተፅእኖን ችላ በሚባልበት ጊዜ በምርት ደረጃ ላይ ያለውን ዝቅተኛውን ጭንቀት ያመለክታል። የታችኛው የምርት ነጥብ ዋጋ በአንፃራዊነት የተረጋጋ ስለሆነ ብዙውን ጊዜ የቁሳቁስ መቋቋም አመላካች ሆኖ ጥቅም ላይ ይውላል፣ የምርት ነጥብ ወይም የትርፍ ጥንካሬ ይባላል።

የሂሳብ ቀመር

ለላይኛው ምርት ጥንካሬ፡ R = F/Sₒ፣ F በምርታማነት ደረጃ ላይ ለመጀመሪያ ጊዜ ኃይሉ ከመውደቁ በፊት ከፍተኛው ኃይል ሲሆን Sₒ ደግሞ የናሙናው የመጀመሪያው መስቀለኛ ክፍል ነው።

ለዝቅተኛ ምርት ጥንካሬ፡ R = F/Sₒ፣ F የመነሻ ጊዜያዊ ተፅእኖን ችላ በማለት ዝቅተኛው ኃይል F ሲሆን Sₒ ደግሞ የናሙናው የመጀመሪያው መስቀለኛ ክፍል ነው።

ክፍል

የምርት ጥንካሬ አሃድ ብዙውን ጊዜ MPa (megapascal) ወይም N/mm² (ኒውተን በካሬ ሚሊሜትር) ነው።

ለምሳሌ

ዝቅተኛ የካርበን ብረትን እንደ ምሳሌ እንውሰድ፣ የምርት ገደቡ ብዙውን ጊዜ 207MPa ነው። ከዚህ ገደብ የሚበልጥ ውጫዊ ኃይል ሲፈጠር ዝቅተኛ የካርቦን ብረት ቋሚ ቅርጻቅር ይፈጥራል እና ወደነበረበት መመለስ አይቻልም; ከዚህ ገደብ ያነሰ የውጭ ኃይል ሲደረግ, ዝቅተኛ የካርበን ብረት ወደ ቀድሞው ሁኔታው ​​ሊመለስ ይችላል.

የብረታ ብረት ቁሳቁሶችን ሜካኒካል ባህሪያት ለመገምገም ከሚያስፈልጉት ጠቋሚዎች አንዱ የምርት ጥንካሬ ነው. ውጫዊ ኃይሎች በሚፈጠሩበት ጊዜ የፕላስቲክ መበላሸትን ለመቋቋም የቁሳቁሶችን ችሎታ ያንጸባርቃል.

የመለጠጥ ጥንካሬ

የመለጠጥ ጥንካሬ የቁሳቁስ ጥንካሬ በተሸከመ ሸክም ውስጥ የሚደርሰውን ጉዳት የመቋቋም ችሎታ ነው, እሱም በተለይ በሂደቱ ወቅት ቁሱ ሊቋቋመው የሚችለው ከፍተኛ የጭንቀት ዋጋ ነው. በእቃው ላይ ያለው የንፅፅር ጭንቀት ከተጣራ ጥንካሬው በላይ ከሆነ, ቁሱ የፕላስቲክ ቅርጽ ወይም ስብራት ይደርስበታል.

የሂሳብ ቀመር

የመጠን ጥንካሬ (σt) ስሌት ቀመር፡-

σt = ኤፍ / ኤ

F ናሙናው ከመሰባበሩ በፊት ሊቋቋመው የሚችለው ከፍተኛው የመሸከም አቅም (ኒውተን፣ ኤን) ሲሆን እና A የናሙናው የመጀመሪያው መስቀለኛ ክፍል ነው (ስኩዌር ሚሊሜትር ፣ ሚሜ²)።

ክፍል

የመጠን ጥንካሬ አሃድ ብዙውን ጊዜ MPa (ሜጋፓስካል) ወይም N/mm² (ኒውተን በካሬ ሚሊሜትር) ነው። 1 MPa በአንድ ካሬ ሜትር ከ1,000,000 ኒውተን ጋር እኩል ነው፣ እሱም ደግሞ ከ1 N/mm² ጋር እኩል ነው።

ተጽዕኖ የሚያሳድሩ ነገሮች

የመለጠጥ ጥንካሬ በብዙ ነገሮች ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል, የኬሚካል ስብጥር, ማይክሮስትራክሽን, የሙቀት ሕክምና ሂደት, የማቀነባበሪያ ዘዴ, ወዘተ. የተለያዩ ቁሳቁሶች የተለያዩ የመጠን ጥንካሬዎች አሏቸው, ስለዚህ በተግባራዊ አተገባበር, በሜካኒካል ባህሪያት ላይ በመመርኮዝ ተስማሚ ቁሳቁሶችን መምረጥ አስፈላጊ ነው. ቁሳቁሶች.

ተግባራዊ መተግበሪያ

የመለጠጥ ጥንካሬ በቁሳቁስ ሳይንስ እና ምህንድስና መስክ በጣም አስፈላጊ መለኪያ ነው, እና ብዙውን ጊዜ የቁሳቁሶችን ሜካኒካዊ ባህሪያት ለመገምገም ያገለግላል. ከመዋቅራዊ ንድፍ፣ የቁሳቁስ ምርጫ፣ የደህንነት ግምገማ፣ ወዘተ አንፃር የመለጠጥ ጥንካሬ ሊታሰብበት የሚገባ ጉዳይ ነው። ለምሳሌ በግንባታ ኢንጂነሪንግ ውስጥ የአረብ ብረት ጥንካሬ ሸክሞችን መቋቋም መቻልን ለመወሰን አስፈላጊ ነው; በአውሮፕላኑ መስክ ቀላል ክብደት ያላቸው እና ከፍተኛ ጥንካሬ ያላቸው ቁሳቁሶች የመጠን ጥንካሬ የአውሮፕላኖችን ደህንነት ለማረጋገጥ ቁልፍ ነው.

የድካም ጥንካሬ;

የብረታ ብረት ድካም የሚያመለክተው ቁሳቁሶች እና አካላት ቀስ በቀስ በአካባቢያዊ ቋሚ ድምር ጉዳት በአንድ ወይም በበርካታ ቦታዎች በሳይክል ውጥረት ወይም በብስክሌት ውጥረት ውስጥ ሲሆኑ እና ስንጥቆች ወይም ድንገተኛ ሙሉ ስብራት ከተወሰኑ ዑደቶች በኋላ ይከሰታሉ።

ባህሪያት

በጊዜ ውስጥ ድንገተኛ: የብረታ ብረት ድካም ብዙ ጊዜ በአጭር ጊዜ ውስጥ ግልጽ ምልክቶች ሳይታዩ በድንገት ይከሰታል.

በቦታ አቀማመጥ፡- የድካም ሽንፈት በአብዛኛው የሚከሰተው ውጥረት በሚፈጠርባቸው አካባቢዎች ነው።

ለአካባቢ እና ጉድለቶች ስሜታዊነት፡- የብረታ ብረት ድካም ለአካባቢው በጣም ስሜታዊ ነው እና በእቃው ውስጥ ያሉ ጥቃቅን ጉድለቶች የድካም ሂደትን ሊያፋጥኑ ይችላሉ።

ተጽዕኖ የሚያሳድሩ ነገሮች

የጭንቀት ስፋት፡ የጭንቀት መጠን በቀጥታ የብረቱን ድካም ህይወት ይነካል።

አማካኝ የጭንቀት መጠን፡ የአማካይ ጭንቀት በጨመረ መጠን የብረቱ የድካም ህይወት ይቀንሳል።

የዑደቶች ብዛት፡- ብረቱ በብስክሌት ውጥረት ወይም ውጥረት ውስጥ በገባ ቁጥር የድካም ጉዳት መከማቸቱ ይበልጥ አሳሳቢ ይሆናል።

የመከላከያ እርምጃዎች

የቁሳቁስ ምርጫን ያመቻቹ፡ ከፍ ያለ የድካም ገደብ ያላቸውን ቁሶች ይምረጡ።

የጭንቀት ትኩረትን መቀነስ፡- በመዋቅራዊ ንድፍ ወይም በአቀነባባሪ ዘዴዎች የጭንቀት ትኩረትን ይቀንሱ፣ ለምሳሌ የተጠጋጋ ጥግ ሽግግሮችን በመጠቀም፣ ክፍል-አቋራጭ መለኪያዎችን መጨመር፣ ወዘተ.

የገጽታ አያያዝ፡- የገጽታ ጉድለቶችን ለመቀነስ እና የድካም ጥንካሬን ለማሻሻል በብረት ወለል ላይ ማፅዳት፣ መርጨት፣ ወዘተ.

ቁጥጥር እና ጥገና: እንደ ስንጥቆች ያሉ ጉድለቶችን በፍጥነት ለመለየት እና ለመጠገን የብረት ክፍሎችን በየጊዜው ይፈትሹ; እንደ የተበላሹ ክፍሎችን መተካት እና ደካማ ግንኙነቶችን ማጠናከር የመሳሰሉ ለድካም የተጋለጡ ክፍሎችን ማቆየት.

የብረታ ብረት ድካም የተለመደ የብረታ ብረት ብልሽት ሁነታ ነው, እሱም በድንገተኛነት, በአካባቢው እና ለአካባቢው ስሜታዊነት ተለይቶ ይታወቃል. የጭንቀት ስፋት, አማካይ የጭንቀት መጠን እና የዑደቶች ብዛት በብረት ድካም ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩ ዋና ዋና ነገሮች ናቸው.

ኤስ ኤን ከርቭ፡ በተለያዩ የጭንቀት ደረጃዎች ውስጥ ያሉ ቁሳቁሶችን የድካም ህይወት ይገልፃል፣ S ውጥረትን የሚወክል እና N የጭንቀት ዑደቶችን ብዛት ይወክላል።

የድካም ጥንካሬ ቅንጅት ቀመር፡-

(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)

የት (Ka) የመጫኛ ሁኔታ ነው፣ ​​(Kb) የመጠን መጠን፣ (Kc) የሙቀት መጠን፣ (Kd) የገጽታ ጥራት ሁኔታ እና (Ke) አስተማማኝነት ነው።

SN ጥምዝ የሂሳብ አገላለጽ፡-

(\sigma^m N = C)

(\ sigma) ውጥረት ባለበት, N የጭንቀት ዑደቶች ቁጥር ነው, እና m እና C የቁሳቁስ ቋሚዎች ናቸው.

ስሌት ደረጃዎች

የቁሳቁስ ቋሚዎችን ይወስኑ;

በሙከራዎች ወይም ተዛማጅ ጽሑፎችን በመጥቀስ የ m እና C እሴቶችን ይወስኑ።

የጭንቀት ማጎሪያ ሁኔታን ይወስኑ፡ የክፍሉን ትክክለኛ ቅርፅ እና መጠን እንዲሁም በፋይሌት፣ በቁልፍ መንገዶች፣ ወዘተ የሚፈጠረውን የጭንቀት ትኩረት ግምት ውስጥ ያስገቡ የጭንቀት ማጎሪያን ለማወቅ ኬ የድካም ጥንካሬን አስላ፡ በኤስኤን ከርቭ እና ውጥረት መሰረት። የማጎሪያ ሁኔታ ፣ ከንድፍ ህይወት እና ከክፍሉ የሥራ ውጥረት ደረጃ ጋር ተዳምሮ ፣ የድካም ጥንካሬን ያሰሉ።

2. ፕላስቲክ;

ፕላስቲክ የቁሳቁስን ንብረት የሚያመለክተው ለውጫዊ ሃይል ሲጋለጥ የውጭው ሃይል የመለጠጥ ገደቡን ሲያልፍ ሳይሰበር ቋሚ ቅርጻቅር ይፈጥራል። ይህ መበላሸት የማይቀለበስ ነው, እና ውጫዊው ኃይል ቢወገድም ቁሱ ወደ መጀመሪያው ቅርጽ አይመለስም.

የፕላስቲክ መረጃ ጠቋሚ እና የስሌት ቀመር

ማራዘም (δ)

ፍቺ፡- ማራዘሚያው ናሙናው ወደ መጀመሪያው የመለኪያ ርዝመት ከተሰበረ በኋላ የመለኪያው ክፍል አጠቃላይ ለውጥ መቶኛ ነው።

ቀመር፡ δ = (L1 – L0) / L0 × 100%

L0 የናሙናው የመጀመሪያው የመለኪያ ርዝመት ባለበት;

L1 ናሙናው ከተሰበረ በኋላ የመለኪያ ርዝመት ነው.

የክፍል ቅነሳ (Ψ)

ፍቺ: የክፍል ቅነሳው ናሙናው ወደ መጀመሪያው የመስቀለኛ ክፍል ከተሰበረ በኋላ በአንገቱ ነጥብ ላይ ባለው የመስቀለኛ ክፍል ላይ ከፍተኛው የመቀነስ መቶኛ ነው።

ቀመር፡ Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%

F0 የናሙናው የመጀመሪያው መስቀለኛ ክፍል በሆነበት;

F1 ናሙናው ከተሰበረ በኋላ በአንገቱ ላይ ያለው የመስቀለኛ ክፍል ነው.

3. ጥንካሬ

የብረታ ብረት ጥንካሬ የብረት ቁሳቁሶችን ጥንካሬ ለመለካት የሜካኒካል ንብረት መረጃ ጠቋሚ ነው. በብረታ ብረት ላይ ባለው የአካባቢያዊ ድምጽ ውስጥ የተበላሹ ለውጦችን የመቋቋም ችሎታ ያሳያል.

የብረት ጥንካሬ ምደባ እና ውክልና

የብረታ ብረት ጥንካሬ በተለያዩ የፍተሻ ዘዴዎች መሰረት የተለያዩ ምደባ እና የውክልና ዘዴዎች አሉት. በዋናነት የሚከተሉትን ያካትቱ።

የብራይኔል ጥንካሬ (HB):

የመተግበሪያው ወሰን፡ በአጠቃላይ ቁሱ ለስላሳ በሚሆንበት ጊዜ እንደ ብረት ያልሆኑ ብረቶች፣ ብረት ከሙቀት ሕክምና በፊት ወይም ከቆሸሸ በኋላ ጥቅም ላይ ይውላል።

የፍተሻ መርህ: በተወሰነ የፈተና ጭነት መጠን, ጠንካራ የብረት ኳስ ወይም የተወሰነ ዲያሜትር ያለው የካርበይድ ኳስ ለመፈተሽ ብረት ላይ ተጭኖ እና ጭነቱ ከተወሰነ ጊዜ በኋላ ይወርዳል, እና የመግቢያው ዲያሜትር. ለመፈተሽ ላይ ላዩን ይለካል.

የሒሳብ ቀመር፡ የ Brinell ጠንካራነት እሴት ሸክሙን በመግቢያው ሉላዊ የገጽታ ስፋት በማካፈል የተገኘው ዋጋ ነው።

የሮክዌል ጥንካሬ (HR)

የመተግበሪያው ወሰን: በአጠቃላይ ከፍተኛ ጥንካሬ ላላቸው ቁሳቁሶች ለምሳሌ ከሙቀት ሕክምና በኋላ እንደ ጥንካሬ.

የፍተሻ መርህ፡ ከ Brinell ጠንካራነት ጋር ተመሳሳይ ነው፣ ግን የተለያዩ መመርመሪያዎች (አልማዝ) እና የተለያዩ የማስላት ዘዴዎችን በመጠቀም።

ዓይነቶች፡ በመተግበሪያው ላይ በመመስረት ኤችአርሲ (ለከፍተኛ ጠንካራነት ቁሶች)፣ HRA፣ HRB እና ሌሎች ዓይነቶች አሉ።

ቪከርስ ጠንካራነት (HV)፡-

የመተግበሪያው ወሰን: ለማይክሮስኮፕ ትንተና ተስማሚ.

የሙከራ መርህ፡ የቁሳቁስን ወለል ከ120 ኪ.ግ ባነሰ ሸክም እና የአልማዝ ካሬ ሾጣጣ ኢንዳነተር ከ 136° ወርድ አንግል ጋር ተጫን እና የቪከርስ ጥንካሬ እሴት ለማግኘት የቁሳቁስ ማስገቢያ ጉድጓዱን ወለል በጫነ እሴት ይከፋፍሉት።

የሊብ ጥንካሬ (ኤች.ኤል.ኤል.)

ባህሪያት፡ ተንቀሳቃሽ የጠንካራነት ሞካሪ፣ ለመለካት ቀላል።

የሙከራ መርሆ፡ የጥንካሬው ገጽ ላይ ተጽዕኖ ካደረገ በኋላ በተፅዕኖው ኳስ ጭንቅላት የሚፈጠረውን ብጥብጥ ተጠቀም፣ እና ጥንካሬውን ከናሙና ወለል እስከ ተጽዕኖው ፍጥነት በ1ሚሜ ላይ ባለው የጡጫ ፍጥነት ሬሾ አስላ።