Om die prestasie-eienskappe van produkte te evalueer en die fisiese en meganiese eienskappe van materiale te bepaal, word verskeie instruksies, GOST's en ander regulatoriese en adviesdokumente gebruik. Metodes om die vernietiging van 'n hele reeks produkte of monsters van dieselfde tipe materiaal te toets, word ook aanbeveel. Dit is nie 'n baie ekonomiese metode nie, maar dit is effektief.
Definisie van kenmerke
Die hoofkenmerke van die meganiese eienskappe van materiale is soos volg.
1. Treksterkte of treksterkte - daardie spanningskrag wat by die hoogste las vasgemaak is voor die vernietiging van die monster. Die meganiese eienskappe van die sterkte en plastisiteit van materiale beskryf die eienskappe van vaste stowwe om onomkeerbare veranderinge in vorm en vernietiging onder die invloed van eksterne ladings te weerstaan.
2. Die voorwaardelike opbrengssterkte is die spanning wanneer die oorblywende rek 0.2% van die monsterlengte bereik. Dit isdie minste spanning terwyl die monster aanhou vervorm sonder 'n merkbare toename in spanning.
3. Die limiet van langtermynsterkte word die grootste spanning by 'n gegewe temperatuur genoem wat die vernietiging van die monster vir 'n sekere tyd veroorsaak. Die bepaling van die meganiese eienskappe van materiale fokus op die uiteindelike eenhede van langtermynsterkte - vernietiging vind plaas by 7 000 grade Celsius in 100 uur.
4. Die voorwaardelike kruipgrens is die spanning wat by 'n gegewe temperatuur vir 'n sekere tyd in die monster 'n gegewe verlenging veroorsaak, sowel as die kruiptempo. Die limiet is die vervorming van die metaal vir 100 uur by 7 000 grade Celsius met 0,2%. Kruip is 'n sekere tempo van vervorming van metale onder konstante laai en hoë temperatuur vir 'n lang tyd. Hitteweerstand is die weerstand van 'n materiaal teen breek en kruip.
5. Die moegheidslimiet is die hoogste waarde van die siklusspanning wanneer vermoeidheidsmislukking nie plaasvind nie. Die aantal laaisiklusse kan gegee of arbitrêr wees, afhangende van hoe die meganiese toetsing van materiale beplan word. Meganiese kenmerke sluit in moegheid en uithouvermoë van die materiaal. Onder die werking van vragte in die siklus word skade ophoop, krake word gevorm, wat lei tot vernietiging. Dit is moegheid. En die moegheidsweerstandseienskap is uithouvermoë.
Rek en krimp
Materiaal wat in ingenieurswese gebruik wordpraktyk word in twee groepe verdeel. Die eerste is plastiek, vir die vernietiging waarvan beduidende oorblywende vervormings moet voorkom, die tweede is bros, wat ineenstort by baie klein vervormings. Natuurlik is so 'n verdeling baie arbitrêr, want elke materiaal, afhangende van die toestande wat geskep word, kan beide as bros en as rekbaar optree. Dit hang af van die aard van die spanningstoestand, temperatuur, vervormingstempo en ander faktore.
Die meganiese eienskappe van materiale in spanning en kompressie is welsprekend vir beide rekbaar en bros. Sagte staal word byvoorbeeld in spanning getoets, terwyl gietyster in kompressie getoets word. Gietyster is bros, staal is rekbaar. Bros materiale het groter druksterkte, terwyl trekvervorming erger is. Plastiek het ongeveer dieselfde meganiese eienskappe van materiale in kompressie en spanning. Hul drumpel word egter steeds deur strek bepaal. Dit is hierdie metodes wat die meganiese eienskappe van materiale meer akkuraat kan bepaal. Die spanning- en kompressiediagram word in die illustrasies vir hierdie artikel getoon.
Broosheid en plastisiteit
Wat is plastisiteit en broosheid? Die eerste is die vermoë om nie ineen te stort nie, wat oorblywende vervormings in groot hoeveelhede ontvang. Hierdie eiendom is deurslaggewend vir die belangrikste tegnologiese bedrywighede. Buig, teken, teken, stempel en baie ander bewerkings hang af van die eienskappe van plastisiteit. Vervormbare materiale sluit uitgegloeide koper, koper, aluminium, sagte staal, goud en dies meer in. Baie minder rekbaar bronsen dural. Byna alle gelegeerde staal is baie swak rekbaar.
Die sterkte-eienskappe van plastiekmateriale word vergelyk met die vloeisterkte, wat hieronder bespreek sal word. Die eienskappe van brosheid en plastisiteit word grootliks beïnvloed deur temperatuur en laaitempo. Vinnige spanning maak die materiaal bros, terwyl stadige spanning dit rekbaar maak. Glas is byvoorbeeld 'n bros materiaal, maar dit kan 'n langtermyn las weerstaan as die temperatuur normaal is, dit wil sê, dit toon die eienskappe van plastisiteit. En sagte staal is rekbaar, maar onder skokbelasting lyk dit as 'n bros materiaal.
Variasiemetode
Fisies-meganiese eienskappe van materiale word bepaal deur die opwekking van longitudinale, buig-, torsie- en ander, selfs meer komplekse tipes vibrasies, en afhangende van die grootte van die monsters, vorms, tipes ontvanger en opwekker, metodes van bevestiging en skemas vir die toepassing van dinamiese ladings. Groot-grootte produkte is ook onderhewig aan toetsing met behulp van hierdie metode, indien die metode van toepassing in die metodes van toepassing van die las, opwekking van vibrasies en registrasie daarvan aansienlik verander word. Dieselfde metode word gebruik om die meganiese eienskappe van materiale te bepaal wanneer dit nodig is om die styfheid van groot-grootte strukture te assesseer. Hierdie metode word egter nie gebruik vir plaaslike bepaling van materiaaleienskappe in 'n produk nie. Die praktiese toepassing van die tegniek is slegs moontlik wanneer die geometriese afmetings en digtheid bekend is, wanneer dit moontlik is om die produk op stutte vas te maak, en op dieproduk - omsetters, sekere temperatuurtoestande word benodig, ens.
Byvoorbeeld, wanneer temperatuurregimes verander word, vind een of ander verandering plaas, die meganiese eienskappe van materiale word anders wanneer dit verhit word. Byna alle liggame brei onder hierdie toestande uit, wat hul struktuur beïnvloed. Enige liggaam het sekere meganiese eienskappe van die materiale waaruit dit saamgestel is. As hierdie eienskappe nie in alle rigtings verander nie en dieselfde bly, word so 'n liggaam isotroop genoem. As die fisiese en meganiese eienskappe van materiale verander - anisotropies. Laasgenoemde is 'n kenmerkende kenmerk van byna alle materiale, net in 'n ander mate. Maar daar is byvoorbeeld staal, waar die anisotropie baie onbeduidend is. Dit word die meeste uitgespreek in natuurlike materiale soos hout. In produksietoestande word die meganiese eienskappe van materiale bepaal deur geh altebeheer, waar verskeie GOST's gebruik word. 'n Skatting van heterogeniteit word verkry uit statistiese verwerking wanneer die toetsresultate opgesom word. Monsters moet baie wees en uit 'n spesifieke ontwerp gesny word. Hierdie metode om tegnologiese eienskappe te verkry, word as taamlik moeisaam beskou.
Akoestiese metode
Daar is baie akoestiese metodes om die meganiese eienskappe van materiale en hul eienskappe te bepaal, en hulle verskil almal in die maniere van invoer, ontvangs en registrasie van ossillasies in sinusvormige en gepulseerde modusse. Akoestiese metodes word gebruik in die studie van byvoorbeeld boumateriaal, hul dikte en spanningstoestand, tydens foutopsporing. Die meganiese eienskappe van strukturele materiale word ook met behulp van akoestiese metodes bepaal. Talle verskeie elektroniese akoestiese toestelle word reeds ontwikkel en massavervaardig, wat dit moontlik maak om elastiese golwe, hul voortplantingsparameters in beide sinusvormige en gepulseerde modus op te neem. Op grond daarvan word die meganiese eienskappe van die sterkte van materiale bepaal. As elastiese ossillasies van lae intensiteit gebruik word, word hierdie metode absoluut veilig.
Die nadeel van die akoestiese metode is die behoefte aan akoestiese kontak, wat nie altyd moontlik is nie. Daarom is hierdie werke nie baie produktief as dit nodig is om dringend die meganiese eienskappe van die sterkte van materiale te verkry nie. Die resultaat word grootliks beïnvloed deur die toestand van die oppervlak, die geometriese vorms en afmetings van die produk wat bestudeer word, sowel as die omgewing waar die toetse uitgevoer word. Om hierdie probleme te oorkom, moet 'n spesifieke probleem opgelos word deur 'n streng gedefinieerde akoestiese metode, of inteendeel, verskeie van hulle moet gelyktydig gebruik word, dit hang af van die spesifieke situasie. Veselglas leen hom byvoorbeeld goed tot so 'n studie, aangesien die voortplantingsnelheid van elastiese golwe goed is, en daarom word eind-tot-end-klanking wyd gebruik, wanneer die ontvanger en sender op teenoorgestelde oppervlaktes van die monster geleë is.
Defektoskopie
Defektoskopie-metodes word gebruik om die kwaliteit van materiale in verskeie industrieë te beheer. Daar is nie-vernietigende en vernietigende metodes. Nie-vernietigend sluit die volgende in.
1. Magnetiese foutopsporing word gebruik om oppervlakkrake en gebrek aan penetrasie te bepaal. Gebiede wat sulke gebreke het, word gekenmerk deur verdwaalde velde. Jy kan dit met spesiale toestelle opspoor of eenvoudig 'n laag magnetiese poeier oor die hele oppervlak aanwend. In plekke van defekte sal die ligging van die poeier verander selfs wanneer dit toegedien word.
2. Defektoskopie word ook uitgevoer met behulp van ultraklank. Die rigtingstraal sal anders gereflekteer (verstrooi) word, selfs al is daar enige diskontinuïteite diep binne die monster.
3. Defekte in die materiaal word goed getoon deur die stralingsmetode van navorsing, gebaseer op die verskil in die absorpsie van straling deur 'n medium van verskillende digtheid. Gammafoutopsporing en X-straal word gebruik.
4. Opsporing van chemiese foute. As die oppervlak geëts is met 'n swak oplossing van salpetersuur, soutsuur of 'n mengsel daarvan (aqua regia), dan op plekke waar daar gebreke is, verskyn 'n netwerk in die vorm van swart strepe. Jy kan 'n metode toepas waarin swaelafdrukke verwyder word. Op plekke waar die materiaal onhomogeen is, moet swael van kleur verander.
Destruktiewe metodes
Vernietigende metodes is reeds gedeeltelik hier afgebreek. Monsters word getoets vir buiging, kompressie, spanning, dit wil sê statiese vernietigende metodes word gebruik. As die produkword getoets met veranderlike sikliese belastings op impakbuiging - dinamiese eienskappe word bepaal. Makroskopiese metodes teken 'n algemene prentjie van die struktuur van die materiaal en in groot volumes. Vir so 'n studie is spesiaal gepoleerde monsters nodig wat aan ets onderwerp word. Dit is dus moontlik om die vorm en rangskikking van korrels te identifiseer, byvoorbeeld in staal, die teenwoordigheid van kristalle met vervorming, vesels, skulpe, borrels, krake en ander inhomogeniteite van die legering.
Mikroskopiese metodes bestudeer die mikrostruktuur en onthul die kleinste defekte. Monsters word voorlopig gemaal, gepoleer en dan op dieselfde manier geëts. Verdere toetsing behels die gebruik van elektriese en optiese mikroskope en X-straaldiffraksie-analise. Die basis van hierdie metode is die inmenging van strale wat deur die atome van 'n stof verstrooi word. Die eienskappe van die materiaal word beheer deur die X-straaldiffraksiepatroon te analiseer. Die meganiese eienskappe van materiale bepaal hul sterkte, wat die belangrikste ding is vir die bou van strukture wat betroubaar en veilig is in werking. Daarom word die materiaal noukeurig en volgens verskillende metodes getoets in alle toestande wat dit kan aanvaar sonder om 'n hoë vlak van meganiese eienskappe te verloor.
Beheermetodes
Vir die uitvoering van nie-vernietigende toetsing van die eienskappe van materiale, is die regte keuse van effektiewe metodes van groot belang. Die mees akkurate en interessantste in hierdie verband is die metodes van foutopsporing - defekbeheer. Hier is dit nodig om die verskille te ken en te verstaan tussen metodes vir die implementering van foutopsporingsmetodes en metodes vir die bepaling van die fisiesemeganiese eienskappe, aangesien hulle fundamenteel van mekaar verskil. As laasgenoemde gebaseer is op die beheer van fisiese parameters en hul daaropvolgende korrelasie met die meganiese eienskappe van die materiaal, dan is foutopsporing gebaseer op die direkte omskakeling van straling wat deur 'n defek gereflekteer word of deur 'n beheerde omgewing gaan.
Die beste ding is natuurlik komplekse beheer. Die kompleksiteit lê in die bepaling van die optimale fisiese parameters, wat gebruik kan word om die sterkte en ander fisiese en meganiese eienskappe van die monster te identifiseer. En ook, terselfdertyd, word 'n optimale stel middele vir die beheer van strukturele defekte ontwikkel en dan geïmplementeer. En uiteindelik verskyn 'n integrale beoordeling van hierdie materiaal: die prestasie daarvan word bepaal deur 'n hele reeks parameters wat gehelp het om nie-vernietigende metodes te bepaal.
Meganiese toetsing
Meganiese eienskappe van materiale word getoets en geëvalueer met behulp van hierdie toetse. Hierdie tipe beheer het lank gelede verskyn, maar het steeds nie sy relevansie verloor nie. Selfs moderne hoë-tegnologie materiale word dikwels en erg deur verbruikers gekritiseer. En dit dui daarop dat die eksamens versigtiger uitgevoer moet word. Soos reeds genoem, kan meganiese toetse in twee tipes verdeel word: staties en dinamies. Eersgenoemde kontroleer die produk of monster vir torsie, spanning, kompressie, buiging, en laasgenoemde vir hardheid en impaksterkte. Moderne toerusting help om hierdie nie te eenvoudige prosedures met hoë geh alte uit te voer en om alle operasionele probleme te identifiseer.eienskappe van hierdie materiaal.
Spanningstoetsing kan die weerstand van 'n materiaal teen die effekte van toegepaste konstante of toenemende trekspanning openbaar. Die metode is oud, getoets en verstaanbaar, word baie lank gebruik en word steeds wyd gebruik. Die monster word langs die lengte-as gestrek deur middel van 'n bevestiging in die toetsmasjien. Die trektempo van die monster is konstant, die las word gemeet deur 'n spesiale sensor. Terselfdertyd word die verlenging gemonitor, sowel as die nakoming daarvan met die toegepaste las. Die resultate van sulke toetse is uiters nuttig as nuwe ontwerpe gemaak moet word, aangesien niemand nog weet hoe hulle onder vrag sal optree nie. Slegs die identifikasie van alle parameters van die elastisiteit van die materiaal kan voorstel. Maksimum spanning - die treksterkte maak die definisie van die maksimum las wat 'n gegewe materiaal kan weerstaan. Dit sal help om die veiligheidsmarge te bereken.
Hardheidstoets
Die styfheid van die materiaal word uit die elastisiteitsmodulus bereken. Die kombinasie van vloeibaarheid en hardheid help om die elastisiteit van die materiaal te bepaal. As die tegnologiese proses sulke bewerkings bevat soos skuur, rol, druk, dan is dit eenvoudig nodig om die omvang van moontlike plastiese vervorming te ken. Met 'n hoë plastisiteit sal die materiaal enige vorm onder die toepaslike las kan aanneem. 'n Kompressietoets kan ook dien as 'n metode om die veiligheidsmarge te bepaal. Veral as die materiaal broos is.
Hardheid word getoets met behulp vanIdentator, wat van 'n baie harder materiaal gemaak is. Meestal word hierdie toets volgens die Brinell-metode uitgevoer ('n bal word ingedruk), Vickers ('n piramidevormige identiter) of Rockwell ('n keël word gebruik). 'n Identifiseerder word vir 'n sekere tydperk met 'n sekere krag in die oppervlak van die materiaal gedruk, en dan word die afdruk wat op die monster oorbly, bestudeer. Daar is ander toetse wat redelik algemeen gebruik word: vir impaksterkte, byvoorbeeld, wanneer die weerstand van 'n materiaal geëvalueer word op die oomblik van toepassing van 'n las.
