бекемдиктин созулушу сыноо, негизинен, созуу жараянында зыянга каршы металл материалдардын жөндөмдүүлүгүн аныктоо үчүн колдонулат жана материалдардын механикалык касиеттерин баалоо үчүн маанилүү көрсөткүчтөрдүн бири болуп саналат.
1. Тартуу сыноосу
Тартуу сыноосу материалдык механиканын негизги принциптерине негизделген. Белгилүү шарттарда материалдык үлгүгө чыңалуу жүгүн колдонуу менен, үлгү үзүлгөнгө чейин чыңалуу деформациясын пайда кылат. Сыноо учурунда ар кандай жүктөмдөрдүн астында эксперименталдык үлгүнүн деформациясы жана үлгү үзүлгөндө максималдуу жүктөм катталат, ошону менен материалдын ийкемдүүлүгүн, чоюлуу күчүн жана башка эффективдүүлүк көрсөткүчтөрүн эсептөө.
Стресс σ = F/A
σ - тартылуу күчү (МПа)
F - тартылуу жүгү (N)
А - үлгүнүн кесилишинин аянты
2. Тартуу ийри сызыгы
сунуу жараянынын бир нече этаптарын талдоо:
а. Кичинекей жүк менен ОП стадиясында узартуу жүк менен сызыктуу байланышта болот, ал эми Fp түз сызыкты сактоо үчүн максималдуу жүк болуп саналат.
б. Жүк Fp ашкандан кийин, керүү ийри сызыктуу эмес байланышты ала баштайт. Үлгү баштапкы деформация стадиясына кирет, ал эми жүк алынып салынат жана үлгү баштапкы абалына кайтып, ийкемдүү деформацияланышы мүмкүн.
в. Жүк Feден ашкандан кийин жүк алынып, деформациянын бир бөлүгү калыбына келтирилип, калган деформациянын бир бөлүгү сакталып калат, бул пластикалык деформация деп аталат. Fe ийкемдүү чек деп аталат.
г. Жүктөлүш дагы көбөйгөндө, керүү ийри сызыгы араа тиштерин көрсөтөт. Жүктөм көбөйбөсө же азайбаса, эксперименттик үлгүнүн үзгүлтүксүз узартуу кубулушу түшүмдүүлүк деп аталат. Түшүм алгандан кийин үлгү ачык пластикалык деформацияга дуушар боло баштайт.
д. Түшүм алгандан кийин үлгү деформацияга каршылыктын жогорулашын, жумуштун катууланышын жана деформациянын күчөшүн көрсөтөт. Жүк Fb жеткенде үлгүнүн ошол эле бөлүгү кескин кичирейет. Fb күч чеги болуп саналат.
f. Кичирейүү көрүнүшү үлгүнүн көтөрүү жөндөмдүүлүгүнүн төмөндөшүнө алып келет. Жүк Fk жеткенде үлгү үзүлөт. Бул сынык жүгү деп аталат.
түшүмдүүлүк
Кирешелүүлүк – бул металл материалы пластикалык деформациянын башталышынан тартып сырткы күчкө дуушар болгондо толук сынганга чейин туруштук бере ала турган максималдуу стресс мааниси. Бул маани материалдын ийкемдүү деформация стадиясынан пластикалык деформация стадиясына өтүүчү критикалык чекитти белгилейт.
Классификация
Жогорку түшүмдүү күчү: түшүмдүүлүк пайда болгондо, күч биринчи жолу төмөндөй турган үлгүдөгү максималдуу стрессти билдирет.
Төмөнкү түшүмдүүлүк: баштапкы өткөөл таасир этибарга алынбаганда, кирешелүүлүк стадиясындагы минималдуу стрессти билдирет. Төмөнкү түшүмдүүлүк чекитинин мааниси салыштырмалуу туруктуу болгондуктан, ал, адатта, кирешелүүлүк чекити же кирешелүүлүк күчү деп аталган материалдык каршылыктын көрсөткүчү катары колдонулат.
Эсептөө формуласы
Жогорку кирешелүүлүк үчүн: R = F / Sₒ, мында F - кирешелүүлүк стадиясында биринчи жолу күчтүн төмөндөшүнө чейинки максималдуу күч, ал эми Sₒ үлгүнүн баштапкы кесилишинин аянты.
Төмөнкү түшүмдүүлүк үчүн: R = F / Sₒ, мында F - баштапкы өткөөл эффектти эске албаган F минималдуу күч, ал эми Sₒ үлгүнүн баштапкы кесилишинин аянты.
бирдиги
Чыгымдуулуктун бирдиги, адатта, МПа (мегапаскаль) же Н/мм² (квадрат миллиметрге Ньютон) болуп саналат.
Мисал
Мисал катары аз көмүртектүү болотту алалы, анын кирешелүүлүгү адатта 207МПа болот. Бул чектен ашкан тышкы күчкө дуушар болгондо, аз көмүртектүү болот туруктуу деформацияны жаратат жана аны калыбына келтирүүгө болбойт; бул чектен азыраак тышкы күчкө дуушар болгондо, аз көмүртектүү болот баштапкы абалына кайтып келиши мүмкүн.
Металл материалдардын механикалык касиеттерин баалоо үчүн маанилүү көрсөткүчтөрдүн бири болуп кирешелүүлүгү саналат. Ал тышкы күчтөрдүн таасири астында материалдардын пластикалык деформацияга туруштук берүү жөндөмүн чагылдырат.
Тартуу күчү
Тартууга бекемдик - бул материалдын чыңалуу процессинде туруштук бере ала турган максималдуу стресс мааниси катары конкреттүү түрдө көрсөтүлүүчү, чыңалуу жүгү астында бузулууга туруштук берүү жөндөмдүүлүгү. Материалдагы чыңалуу анын чыңалуусунан ашып кеткенде, материал пластикалык деформацияга же сынууга дуушар болот.
Эсептөө формуласы
Керүү күчүн (σt) эсептөө формуласы:
σt = F / A
Бул жерде F - үлгү сынганга чейин туруштук бере ала турган максималдуу созуу күчү (Ньютон, N), жана A - үлгүнүн баштапкы кесилишинин аянты (квадрат миллиметр, мм²).
бирдиги
Тартуу күчүнүн бирдиги адатта МПа (мегапаскаль) же Н/мм² (квадрат миллиметрге Ньютон) болуп саналат. 1 МПа бир чарчы метрге 1 000 000 Ньютонго барабар, бул дагы 1 Н/мм² ге барабар.
Таасир кылуучу факторлор
Тартууга көптөгөн факторлор таасир этет, анын ичинде химиялык курамы, микроструктурасы, жылуулук менен иштетүү процесси, кайра иштетүү ыкмасы ж. материалдар.
Практикалык колдонуу
Тартуу күчү материал таануу жана инженерия тармагында абдан маанилүү параметр болуп саналат жана көп учурда материалдардын механикалык касиеттерин баалоо үчүн колдонулат. Структуралык долбоорлоо, материалды тандоо, коопсуздукту баалоо ж. Мисалы, курулуш инженериясында болоттун чыңалууга бекемдиги анын жүктөргө туруштук бере аларын аныктоодо маанилүү фактор болуп саналат; аэрокосмос тармагында женил жана жогорку бекем материалдардын созулушу самолеттордун коопсуздугун камсыз кылуунун ачкычы болуп саналат.
Чарчоо күчү:
Металл чарчоо деп циклдик стресстин же циклдик штаммдын астында бир же бир нече жерлерде материалдар жана компоненттер акырындык менен локалдык туруктуу кумулятивдүү бузулууларды пайда кылуучу процессти билдирет, ал эми белгилүү бир циклден кийин жаракалар же күтүлбөгөн жерден толук сынуулар пайда болот.
Өзгөчөлүктөрү
Убакыттын өтүшү менен күтүлбөгөн жерден: Металл чарчоо бузулушу, көп учурда ачык белгилери жок, кыска убакыттын ичинде күтүлбөгөн жерден пайда болот.
Кызматта жайгашкан жери: Чарчоонун жетишсиздиги, адатта, стресс топтолгон жергиликтүү аймактарда пайда болот.
Айлана-чөйрөгө жана кемчиликтерге сезгичтик: Металл чарчоо чөйрөгө жана материалдын ичиндеги майда кемчиликтерге өтө сезгич болуп, чарчоо процессин тездетет.
Таасир кылуучу факторлор
Стресс амплитудасы: Стресстин чоңдугу металлдын чарчоо мөөнөтүнө түздөн-түз таасир этет.
Орточо стресс чоңдугу: Орточо стресс канчалык чоң болсо, металлдын чарчоо мөөнөтү ошончолук кыска болот.
Циклдердин саны: Металл циклдик стресске же чыңалууга канчалык көп кабылса, чарчоо зыянынын топтолушу ошончолук олуттуу болот.
Алдын алуу чаралары
Материалды тандоону оптималдаштыруу: чарчоо чеги жогору болгон материалдарды тандаңыз.
Стресс концентрациясын азайтуу: Стресс концентрациясын структуралык долбоорлоо же иштетүү ыкмалары аркылуу азайтуу, мисалы, тегеректелген бурчтук өткөөлдөрдү колдонуу, кесилишинин өлчөмдөрүн жогорулатуу ж.б.
Беттик тазалоо: бетиндеги кемчиликтерди азайтуу жана чарчоо күчүн жакшыртуу үчүн металлдын бетине жылтыратуу, чачуу ж.б.
Текшерүү жана тейлөө: жаракалар сыяктуу кемчиликтерди дароо аныктоо жана оңдоо үчүн металл компоненттерин үзгүлтүксүз текшерип туруңуз; эскирген бөлүктөрүн алмаштыруу жана алсыз шилтемелерди бекемдөө сыяктуу чарчоого жакын бөлүктөрүн сактоо.
Металл чарчоо - капыстан, локалдуулук жана айлана-чөйрөгө сезгичтик менен мүнөздөлөт металл бузулуу жалпы режими. Стресс амплитудасы, стресстин орточо чоңдугу жана циклдердин саны металлдын чарчоосуна таасир этүүчү негизги факторлор болуп саналат.
SN ийри сызыгы: ар кандай стресс деңгээлиндеги материалдардын чарчоо мөөнөтүн сүрөттөйт, мында S стрессти жана N стресс циклдарынын санын билдирет.
Чарчоо күч коэффициентинин формуласы:
(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)
Мында (Ka) – жүктөө коэффициенти, (Кб) – чоңдук фактору, (Кс) – температура фактору, (Kd) – беттик сапат фактору, (Ке) – ишенимдүүлүк коэффициенти.
SN ийри математикалык туюнтмасы:
(\sigma^m N = C)
Бул жерде (\сигма) - стресс, N - стресс циклдарынын саны, m жана C - материалдык константалар.
Эсептөө кадамдары
Материалдык константаларды аныктагыла:
m жана С чоңдуктарын эксперимент аркылуу же тиешелүү адабияттарга таянуу менен аныктаңыз.
Стресс концентрациясынын факторун аныктаңыз: Бөлүктүн чыныгы формасын жана өлчөмүн, ошондой эле филе, ачкыч жолдор, ж.б. пайда болгон стресс концентрациясын эске алыңыз, стресс концентрация факторун K аныктоо үчүн. Чарчауу күчүн эсептеңиз: SN ийри сызыгына жана стресске ылайык Концентрация фактору, бөлүктүн дизайн мөөнөтү жана жумушчу стресс деңгээли менен бирге, чарчоо күчүн эсептейт.
2. Пластикалык:
Пластиктик деп сырткы күч таасир эткенде, сырткы күч серпилгичтик чегинен ашканда үзүлбөй туруктуу деформацияларды пайда кылган материалдын касиетин айтат. Бул деформация кайтарылгыс болуп саналат, ал эми материал сырткы күч алынып салынса да баштапкы абалына кайтып келбейт.
Пластикалык көрсөткүч жана аны эсептөө формуласы
Узартуу (δ)
Аныктама: Узартуу – бул калибрдин баштапкы узундугуна чейин чыңалуу менен сынгандан кийин ченегич бөлүгүнүн жалпы деформациясынын пайызы.
Формула: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Бул жерде L0 - үлгүнүн баштапкы ченегич узундугу;
L1 - үлгү сынгандан кийинки калибрдин узундугу.
Сегменттик кыскартуу (Ψ)
Аныктама: Сегменттик кыскартуу - бул үлгү баштапкы кесилиш аянтына чейин сынгандан кийин моюндун чекитиндеги кесилиш аянтынын максималдуу азайышынын пайызы.
Формула: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Мында F0 үлгүнүн баштапкы кесилишинин аянты;
F1 - үлгү сынгандан кийин мойну чекитиндеги кесилиш аянты.
3. Катуулугу
Металлдын катуулугу – металл материалдарынын катуулугун өлчөө үчүн механикалык касиеттин көрсөткүчү. Бул металл бетиндеги жергиликтүү көлөмдө деформацияга каршы туруу жөндөмүн көрсөтөт.
Металлдын катуулугун классификациялоо жана көрсөтүү
Металл катуулугу ар кандай сыноо ыкмаларына ылайык классификация жана өкүлчүлүк ыкмалары ар түрдүү болот. Негизинен төмөнкүлөр кирет:
Бринелл катуулугу (HB):
Колдонуу чөйрөсү: Көбүнчө түстүү металлдар, болот сыяктуу материал жумшак болгондо, жылуулук менен дарылоодон мурун же күйдүрүүдөн кийин колдонулат.
Сыноо принциби: Сыноо жүктөмүнүн белгилүү бир өлчөмү менен, сыналуучу металлдын бетине белгилүү бир диаметрдеги катууланган болот шары же карбид шары басылып, белгиленген убакыттан кийин жүк түшүрүлөт жана оюктун диаметри сыналуучу бетинде өлчөнөт.
Эсептөө формуласы: Бринеллдин катуулугунун мааниси жүктү оюктун сфералык бетинин аянтына бөлүүдөн алынган коэффициент.
Роквелл катуулугу (HR):
Колдонуу чөйрөсү: Көбүнчө катуулугу жогору болгон материалдар үчүн колдонулат, мисалы, жылуулук менен дарылоодон кийин катуулугу.
Сыноо принциби: Бринеллдин катуулугуна окшош, бирок ар кандай зонддор (бриллиант) жана башка эсептөө ыкмаларын колдонуу.
Түрлөрү: Колдонмосуна жараша HRC (жогорку катуулук материалдар үчүн), HRA, HRB жана башка түрлөрү бар.
Викерс катуулугу (HV):
Колдонуу чөйрөсү: Микроскоптук анализ үчүн ылайыктуу.
Сыноо принциби: 120кгдан аз жүк менен материалдын бетине жана 136° чоку бурчу менен алмаз чарчы конус индентерине басыңыз жана Vickers катуулугун алуу үчүн материалдык чегинүү чуңкурунун бетинин аянтын жүктүн маанисине бөлүңүз.
Либ катуулугу (HL):
Өзгөчөлүктөрү: Portable катуулугун текшерүүчү, өлчөө үчүн жеңил.
Сыноо принциби: Катуулуктун бетине тийгенден кийин сокку уруучу топтун башы тарабынан жаралган секирикти колдонуңуз жана катуулукту үлгүнүн бетинен 1 мм аралыкта соккунун кайра көтөрүлүү ылдамдыгынын сокку ылдамдыгына карата катышы менен эсептеңиз.
Посттун убактысы: 25-сентябрь 2024-ж
