Deformation af et materiale
Den materielle deformation er en videnskab, der karakteriserer, hvordan et givet materiale reagerer, når det udsættes for mekanisk stress. Dette koncept er vigtigt i design (delens evne til at udføre sin funktion), fremstilling (formning af delen) og mekanisk dimensionering (beregning af en enheds sikkerhedsmargen for at undgå brud).
Delens evne til at deformere og modstå kræfter afhænger af tre parametre:
- rummets form
- materialets art
- fremstillingsprocesser: varmebehandling, overfladebehandling osv.
Indflydelsen af delens form undersøges i kontinuerlig mediemekanik (CMM). Indflydelsen af materialet er beskrevet meget kort her.
Karakterisering
Et materiale er mekanisk karakteriseret ved syv identificerbare og målbare egenskaber. Hver af disse egenskaber er underlagt standardiserede og veldefinerede tests eller målinger.
Vi trækker på et
reagensglas ; og stress / stamme - karakteriseringsforholdet måles:
ungt E- modul udtrykt i gigapascal (GPa).
Vi trækker i et reagensglas, indtil det går i stykker. Karakterisering: Mekanisk resistens bemærkes
R m , Elastisk modstand bemærkede
R e udtrykt i megapascal (MPa).
Man trækker i et reagensglas inden for plasticitetsgrænsen, og man måler forlængelsen - karakterisering: Forlængelse eller strækning i procent.
-
Sejhed : evne til at modstå spredning af spredning.
-
Hårdhed : Materialets evne til at modstå penetration.
Gennemtrængningen af en gennemtrænger (kugle, diamant, spids osv.) Måles for en given kraft - Karakterisering: Måling i specifikke enheder:
Vickers ,
Brinell ,
Rockwell hårdhed afhængigt af den udførte testtype.
Vi måler den kinetiske energi, der er nødvendig for at bryde et reagensglas med et
Charpy får -. Karakterisering: bemærket
KV Det udtrykkes i J cm 2 .
En testprøve udsættes for en alternerende cyklus af trækkraft / kompression indtil brud - karakterisering: Forholdet mellem cyklus / enhedens mekaniske modstand udtrykt i procent.
Anisotropi
I tilfælde af anisotrope materialer som træ, beton, krystaller eller endda metaller (elastisk grænse) skal materialets retning også specificeres i forhold til testens belastning: retning af fibre, jern, laminering ...
Forholdet mellem mekaniske egenskaber
Der er ikke nødvendigvis en sammenhæng mellem disse forskellige egenskaber, for eksempel:
- den aluminium har en lavere Youngs modul end det støbte (deformeres mere, for den samme indsats), men en højere elasticitet (det er mere stødsikkert);
- en fjeder stål har en lav Youngs modulus (deformeres meget for lave kræfter), men har en modstand svarende til en legeret stål;
- den glasset har en stor hårdhed, men en meget lav elasticitet (er det vanskeligt at ridse glas, men det bryder nemt). Den træ har en lav hårdhed, men en højere elasticitet (det ridses nemt, men det er vanskeligere at pause).
Nogle materialer er “gode” næsten overalt, for eksempel et legeret stål med høj styrke. Den eneste fejl er, at den ikke er meget duktil (den deformeres ikke, når den er kold). det kræver komplekse hot smedning operationer for at forme det. Nogle materialer er "dårlige" næsten overalt, for eksempel plasticine. Den eneste kvalitet, den er duktil: du kan let strække den og give den den ønskede form.
Andre materialer har en markeret anisotropi, så træ modstår spænding bedre end kompression; omvendt fungerer beton godt i kompression, men meget dårligt i trækkraft, når den ikke er forstærket. Metaller er generelt isotrope: de reagerer på samme måde i alle tre rumretninger.
Se også
Relaterede artikler
eksterne links