أقسام الموقع
اختيار المحرر:
- لماذا تحلم أمام المرآة
- تفسير النوم الدخن في كتب الأحلام
- احلم برؤية نفسك في رغوة الصابون
- لماذا تحلم بالجماع مع الرجل
- لماذا تحلم بالقوس في المنام - التفسير حسب يوم الأسبوع لماذا تحلم بربط القوس
- لماذا تحلم برؤية نفسك في المرآة؟
- حلمت بحوافر الخنازير في المنام
- لماذا ترى كسوف في المنام؟
- تفسير الأحلام على الإنترنت. قصر تفسير الأحلام. ما هو حلم القصر
- ماذا يعني إذا كنت في المنام تضغط على حب الشباب على وجهك ، ما هو الحلم ، يعكس كتاب الحلم
دعاية
معامل مرونة الألومنيوم kg cm2. معامل مرونة المواد المختلفة بما في ذلك الصلب |
تتمثل المهمة الرئيسية للتصميم الهندسي في اختيار القسم الأمثل للملف الشخصي ومواد البناء. من الضروري العثور بالضبط على الحجم الذي سيضمن الحفاظ على شكل النظام بأقل كتلة ممكنة تحت تأثير الحمل. على سبيل المثال ، ما نوع الفولاذ الذي يجب استخدامه كعارضة ممتدة للهيكل؟ يمكن استخدام المواد بطريقة غير منطقية ، وسيصبح التثبيت أكثر تعقيدًا وسيصبح الهيكل أثقل ، وستزيد التكاليف المالية. سيتم الرد على هذا السؤال بمفهوم مثل معامل مرونة الفولاذ. سوف يسمح على جدا مرحلة مبكرةتجنب هذه المشاكل. المفاهيم العامة
يُشار إلى معامل يونغ في نظرية المرونة بالحرف E. وهو أحد مكونات قانون هوك (بشأن تشوه الأجسام المرنة). ترتبط هذه القيمة بالضغط الناشئ في العينة وتشوهها.
تجريبيا ، يتم تحديد هذا المؤشر في المعامل العلمية. جوهر هذه الطريقة هو تمزق عينات المواد على شكل دمبل على معدات خاصة. بعد أن تعلموا الاستطالة والتوتر الذي انهارت عنده العينة ، قاموا بتقسيم البيانات المتغيرة إلى بعضها البعض. القيمة الناتجة هي معامل (يونج) للمرونة. وهكذا ، يتم تحديد معامل يونج فقط للمواد المرنة: النحاس ، والصلب ، إلخ. ويتم ضغط المواد الهشة حتى تظهر التشققات: الخرسانة والحديد الزهر وما شابه.
الخواص الميكانيكيةفقط عند العمل في حالة التوتر أو الانضغاط ، فإن معامل المرونة (يونج) يساعد في تخمين سلوك مادة معينة. ولكن عند الانحناء والقص والسحق والأحمال الأخرى ، ستحتاج إلى إدخال معلمات إضافية: ![]()
بالإضافة إلى كل ما سبق ، تجدر الإشارة إلى أن بعض المواد ، حسب اتجاه الحمل ، لها خصائص ميكانيكية مختلفة. تسمى هذه المواد متباينة الخواص. ومن الأمثلة على ذلك الأقمشة ، وبعض أنواع الحجر ، والرقائق ، والخشب ، وما إلى ذلك. المواد الخواص الخواص لها نفس الخصائص الميكانيكية والتشوه المرن في أي اتجاه. وتشمل هذه المواد المعادن: الألمنيوم ، والنحاس ، والحديد الزهر ، والصلب ، وما إلى ذلك ، وكذلك المطاط ، والخرسانة ، والأحجار الطبيعية ، والبلاستيك غير متعدد الطبقات. وتجدر الإشارة إلى أن هذه القيمة ليست ثابتة. حتى بالنسبة لنفس المادة ، يمكن أن يكون لها قيمة مختلفة اعتمادًا على مكان تطبيق القوة. بعض المواد البلاستيكية المرنة لها قيمة ثابتة تقريبًا لمعامل المرونة عند العمل في التوتر والضغط: الفولاذ والألمنيوم والنحاس. وهناك حالات يتم فيها قياس هذه القيمة من خلال شكل الملف الشخصي. بعض القيم (القيمة بالمليون كجم ق / سم 2):
الفرق في المعامل المرنة للفولاذ حسب درجاتهم: ![]() تختلف هذه القيمة أيضًا حسب نوع الإيجار:
كما يتضح ، فإن الانحرافات في قيم معاملات التشوه المرن للصلب ضئيلة. ولهذا السبب ، فإن معظم المهندسين ، عند إجراء حساباتهم ، يتجاهلون الأخطاء ويأخذون قيمة تساوي 2.00.
ملحوظة: 1. لتحديد معامل المرونة بوحدة kgf / cm 2 ، يتم ضرب القيمة الجدولية في 10 (بتعبير أدق في 10.1937) 2. قيم المعاملات المرنة هبالنسبة للمعادن ، يجب تحديد الخشب والبناء وفقًا لـ SNiPs ذات الصلة. البيانات المعيارية لحساب الهياكل الخرسانية المسلحة:الجدول 2.المعاملات الأولية لمرونة الخرسانة (وفقًا للمواصفة SP 52-101-2003)الجدول 2.1. المعاملات الأولية لمرونة الخرسانة وفقًا لـ SNiP 2.03.01-84 * (1996)ملاحظات: 1. القيم موضحة أعلى الخط في MPa ، أسفل الخط - بالكيلو جرام ق / سم 2. 2. بالنسبة للخرسانة خفيفة الوزن والخلوية والمسامية بقيم وسيطة لكثافة الخرسانة ، يتم أخذ المعاملات الأولية للمرونة عن طريق الاستيفاء الخطي. 3. لقيم الخرسانة الخلوية غير المعقمة هببالنسبة للخرسانة المعقمة مضروبة بمعامل 0.8. 4. للتأكيد على القيم الملموسة إببالنسبة للخرسانة الثقيلة مضروبة في المعامل أ = 0.56 + 0.006 فولت. 5. درجات الخرسانة الواردة بين قوسين لا تتوافق تمامًا مع فئات الخرسانة المحددة. الجدول 3القيم المعيارية لمقاومة الخرسانة (وفقًا للمواصفة SP 52-101-2003)الجدول 4قيم التصميم لمقاومة الخرسانة (حسب SP 52-101-2003)الجدول 4.1. قيم التصميم لمقاومة الخرسانة للضغط وفقًا لـ SNiP 2.03.01-84 * (1996)الجدول 5قيم تصميم مقاومة الشد للخرسانة (حسب SP 52-101-2003)الجدول 6المقاومات التنظيمية للوصلات (وفقًا للمواصفة SP 52-101-2003)الجدول 6.1 المقاومات التنظيمية لتجهيزات الفئة A وفقًا لـ SNiP 2.03.01-84 * (1996)الجدول 6.2. المقاومات التنظيمية لتركيبات الفئتين B و K وفقًا لـ SNiP 2.03.01-84 * (1996)الجدول 7مقاومة التصميم للتعزيز (وفقًا للمواصفة SP 52-101-2003)الجدول 7.1. مقاومات التصميم لتقوية الفئة A وفقًا لـ SNiP 2.03.01-84 * (1996)الجدول 7.2. مقاومات التصميم لتركيبات الفئتين B و K وفقًا لـ SNiP 2.03.01-84 * (1996)البيانات المعيارية لحساب الهياكل المعدنية:الجدول 8المقاومات المعيارية والتصميمية في التوتر والضغط والانحناء (وفقًا لـ SNiP II-23-81 (1990))صفائح ، فولاذية عالمية واسعة النطاق ومشكّلة وفقًا لـ GOST 27772-88 للهياكل الفولاذية للمباني والهياكل ملاحظات: 1. سمك الحافة يجب أن يؤخذ على أنه سماكة الفولاذ المشكل (الحد الأدنى لسماكة 4 مم). 2. تعتبر القيم التنظيمية لقوة الخضوع وقوة الشد وفقًا لـ GOST 27772-88 بمثابة المقاومة المعيارية. 3. يتم الحصول على قيم المقاومة المحسوبة بقسمة المقاومات القياسية على عوامل الموثوقية للمادة ، مقربة حتى 5 ميجا باسكال (50 كجم / سم 2). الجدول 9تم استبدال درجات الصلب بالفولاذ وفقًا لـ GOST 27772-88 (وفقًا لـ SNiP II-23-81 (1990))ملاحظات: 1. يستبدل الفولاذ C345 و C375 من الفئات 1 و 2 و 3 و 4 وفقًا لـ GOST 27772-88 الفولاذ من الفئات 6 و 7 و 9 و 12 و 13 و 15 على التوالي ، وفقًا لـ GOST 19281-73 * و GOST 19282 -73 *. يتم تقديم مقاومات تصميم الصلب المستخدم في إنتاج الصفائح المموجة بشكل منفصل. قائمةالأدب المستخدم: 1. SNiP 2.03.01-84 "الهياكل الخرسانية والخرسانة المسلحة" 2 - SP 52-101-2003 3. SNiP II-23-81 (1990) "الهياكل الفولاذية" 4. الكسندروف أ. قوة المواد. موسكو: المدرسة العليا. - 2003. 5. Fesik S.P. كتيب قوة المواد. كييف: Budivelnik. - 1982. تتمثل المهمة الرئيسية للتصميم الهندسي في اختيار القسم الأمثل للملف الشخصي ومواد البناء. من الضروري العثور بالضبط على الحجم الذي سيضمن الحفاظ على شكل النظام بأقل كتلة ممكنة تحت تأثير الحمل. على سبيل المثال ، ما نوع الفولاذ الذي يجب استخدامه كعارضة ممتدة للهيكل؟ يمكن استخدام المواد بطريقة غير منطقية ، وسيصبح التثبيت أكثر تعقيدًا وسيصبح الهيكل أثقل ، وستزيد التكاليف المالية. سيتم الرد على هذا السؤال بمفهوم مثل معامل مرونة الفولاذ. كما سيسمح في مرحلة مبكرة بتجنب ظهور هذه المشاكل. المفاهيم العامة
يُشار إلى معامل يونغ في نظرية المرونة بالحرف E. وهو أحد مكونات قانون هوك (بشأن تشوه الأجسام المرنة). ترتبط هذه القيمة بالضغط الناشئ في العينة وتشوهها.
تجريبيا ، يتم تحديد هذا المؤشر في المختبرات العلمية. جوهر هذه الطريقة هو تمزق عينات المواد على شكل دمبل على معدات خاصة. بعد أن تعلموا الاستطالة والتوتر الذي انهارت عنده العينة ، قاموا بتقسيم البيانات المتغيرة إلى بعضها البعض. القيمة الناتجة هي معامل (يونج) للمرونة. وهكذا ، يتم تحديد معامل يونج فقط للمواد المرنة: النحاس ، والصلب ، إلخ. ويتم ضغط المواد الهشة حتى تظهر التشققات: الخرسانة والحديد الزهر وما شابه.
الخواص الميكانيكيةفقط عند العمل في حالة التوتر أو الانضغاط ، فإن معامل المرونة (يونج) يساعد في تخمين سلوك مادة معينة. ولكن عند الانحناء والقص والسحق والأحمال الأخرى ، ستحتاج إلى إدخال معلمات إضافية: ![]()
بالإضافة إلى كل ما سبق ، تجدر الإشارة إلى أن بعض المواد ، حسب اتجاه الحمل ، لها خصائص ميكانيكية مختلفة. تسمى هذه المواد متباينة الخواص. ومن الأمثلة على ذلك الأقمشة ، وبعض أنواع الحجر ، والرقائق ، والخشب ، وما إلى ذلك. المواد الخواص الخواص لها نفس الخصائص الميكانيكية والتشوه المرن في أي اتجاه. وتشمل هذه المواد المعادن: الألمنيوم ، والنحاس ، والحديد الزهر ، والصلب ، وما إلى ذلك ، وكذلك المطاط ، والخرسانة ، والأحجار الطبيعية ، والبلاستيك غير متعدد الطبقات. معامل المرونةوتجدر الإشارة إلى أن هذه القيمة ليست ثابتة. حتى بالنسبة لنفس المادة ، يمكن أن يكون لها قيمة مختلفة اعتمادًا على مكان تطبيق القوة. بعض المواد البلاستيكية المرنة لها قيمة ثابتة تقريبًا لمعامل المرونة عند العمل في التوتر والضغط: الفولاذ والألمنيوم والنحاس. وهناك حالات يتم فيها قياس هذه القيمة من خلال شكل الملف الشخصي. بعض القيم (القيمة بالمليون كجم ق / سم 2):
الفرق في المعامل المرنة للفولاذ حسب درجاتهم: ![]() تختلف هذه القيمة أيضًا حسب نوع الإيجار:
كما يتضح ، فإن الانحرافات في قيم معاملات التشوه المرن للصلب ضئيلة. ولهذا السبب ، فإن معظم المهندسين ، عند إجراء حساباتهم ، يتجاهلون الأخطاء ويأخذون قيمة تساوي 2.00.
الخصائص الفيزيائية لمواد الهياكل الفولاذية |
مادة |
معامل المرونة E ، MPa |
الحديد الزهر الأبيض والرمادي | (1.15 ... 1.60) 10 5 |
الدكتايل الحديد | 1.55 10 5 |
الكربون الصلب | (2.0 ... 2.1) 10 5 |
خليط معدني | (2.1 ... 2.2) 10 5 |
توالت النحاس | 1.1 10 5 |
النحاس المسحوب على البارد | 1.3 10 3 |
نحاس مصبوب | 0.84 10 5 |
توالت البرونز الفوسفور | 1.15 10 5 |
منجنيز برونزي ملفوف | 1.1 10 5 |
يلقي الألومنيوم البرونزي | 1.05 10 5 |
النحاس ، مسحوب على البارد | (0.91 ... 0.99) 10 5 |
نحاس مدرفل للسفينة | 1.0 10 5 |
الألمنيوم المدلفن | 0.69 10 5 |
سلك الألمنيوم المسحوب | 0.7 10 5 |
توالت دورالومين | 0.71 10 5 |
ملفوف الزنك | 0.84 10 5 |
قيادة | 0.17 10 5 |
جليد | 0.1 10 5 |
زجاج | 0.56 10 5 |
جرانيت | 0.49 10 5 |
جير | 0.42 10 5 |
رخام | 0.56 10 5 |
الحجر الرملي | 0.18 10 5 |
أحجار الجرانيت | (0.09 ... 0.1) 10 5 |
قرميد البناء | (0.027 ... 0.030) 10 5 |
الخرسانة (انظر الجدول 2) | |
الخشب على طول الحبوب | (0.1 ... 0.12) 10 5 |
الخشب عبر الحبوب | (0.005 ... 0.01) 10 5 |
ممحاة | 0.00008 10 5 |
نسيج | (0.06 ... 0.1) 10 5 |
جيتيناكس | (0.1 ... 0.17) 10 5 |
الباكليت | (2 ... 3) 10 3 |
شريط سينمائي | (14.3 ... 27.5) 10 2 |
البيانات المعيارية لحساب الهياكل الخرسانية المسلحة
الجدول 2. معامل مرونة الخرسانة (حسب SP 52-101-2003)
الجدول 2.1 معامل مرونة الخرسانة وفقًا لـ SNiP 2.03.01-84 * (1996)
ملاحظات:
1. القيم موضحة أعلى الخط في الآلام والكروب الذهنية ، أسفل الخط - بالكيلوجرام / سم & sup2.
2. بالنسبة للخرسانة خفيفة الوزن والخلوية والمسامية بقيم وسيطة لكثافة الخرسانة ، يتم أخذ المعاملات الأولية للمرونة عن طريق الاستيفاء الخطي.
3. بالنسبة للخرسانة الخلوية ذات التصلب غير المعقم ، تؤخذ قيم E b بالنسبة للخرسانة ذات التصلب المعقم ، مضروبة في عامل قدره 0.8.
4. بالنسبة للخرسانة ذاتية الإجهاد ، تؤخذ قيم E b على أنها للخرسانة الثقيلة ، مضروبة في المعامل
أ= 0.56 + 0.006 فولت.
الجدول 3 القيم المعيارية لمقاومة الخرسانة (وفقًا للمواصفة SP 52-101-2003)
الجدول 4 قيم التصميم لمقاومة الخرسانة للضغط (حسب SP 52-101-2003)
الجدول 4.1 قيم التصميم لمقاومة الخرسانة للضغط وفقًا لـ SNiP 2.03.01-84 * (1996)
الجدول 5 قيم تصميم مقاومة الشد للخرسانة (حسب SP 52-101-2003)
الجدول 6 المقاومات التنظيمية للوصلات (وفقًا للمواصفة SP 52-101-2003)
الجدول 6.1 المقاومات التنظيمية لتجهيزات الفئة A وفقًا لـ SNiP 2.03.01-84 * (1996)
الجدول 6.2 المقاومات التنظيمية لتركيبات الفئتين B و K وفقًا لـ SNiP 2.03.01-84 * (1996)
الجدول 7 مقاومة التصميم للتعزيز (وفقًا للمواصفة SP 52-101-2003)
الجدول 7.1 مقاومات التصميم لتقوية الفئة A وفقًا لـ SNiP 2.03.01-84 * (1996)
الجدول 7.2 مقاومات التصميم لتركيبات الفئتين B و K وفقًا لـ SNiP 2.03.01-84 * (1996)
البيانات المعيارية لحساب الهياكل المعدنية
الجدول 8 المقاومات المعيارية والتصميمية في التوتر والضغط والانحناء (وفقًا لـ SNiP II-23-81 (1990)) للصفائح والصلب العام ذي النطاق العريض والمشكل وفقًا لـ GOST 27772-88 للهياكل الفولاذية للمباني والهياكل
ملاحظات:
1. سمك الحافة يجب أن يؤخذ على أنه سماكة الفولاذ المشكل (الحد الأدنى لسماكة 4 مم).
2. تعتبر القيم التنظيمية لقوة الخضوع وقوة الشد وفقًا لـ GOST 27772-88 بمثابة المقاومة المعيارية.
3. يتم الحصول على قيم مقاومة التصميم بقسمة المقاومات القياسية على عوامل الموثوقية للمادة ، مقربًا حتى 5 ميجا باسكال (50 كجم / سم & sup2).
الجدول 9 يتم استبدال درجات الصلب بالفولاذ وفقًا لـ GOST 27772-88 (وفقًا لـ SNiP II-23-81 (1990))
ملاحظات:
1. يستبدل الفولاذ C345 و C375 من الفئات 1 و 2 و 3 و 4 وفقًا لـ GOST 27772-88 الفولاذ من الفئات 6 و 7 و 9 و 12 و 13 و 15 على التوالي ، وفقًا لـ GOST 19281-73 * و GOST 19282- 73 *.
2. الفولاذ S345K ، S390 ، S390K ، S440 ، S590 ، S590K وفقًا لـ GOST 27772-88 يستبدل درجات الصلب المقابلة للفئات 1-15 وفقًا لـ GOST 19281-73 * و GOST 19282-73 * المحدد في هذا الجدول.
3. لا يتم استبدال الفولاذ وفقًا لـ GOST 27772-88 بالفولاذ الموفر وفقًا لمعايير ومواصفات جميع الولايات الأخرى.
لا تظهر هنا مقاومات التصميم للصلب المستخدم في إنتاج الصفائح ذات التشكيل الجانبي.
معامل يونغ والقص ، قيم نسبة بواسون (الجدول). جدول معامل مرونة المواد الجدول
معامل المرونة للصلب وكذلك للمواد الأخرى
قبل استخدام أي مادة في أعمال البناء ، يجب أن تتعرف على خصائصها الفيزيائية من أجل معرفة كيفية التعامل معها ، وما التأثير الميكانيكي الذي سيكون مقبولاً لها ، وما إلى ذلك. أحد الخصائص المهمة التي غالبًا ما يتم الانتباه إليها هو معامل المرونة.
أدناه نعتبر المفهوم نفسه ، وكذلك هذه القيمة فيما يتعلق بواحد من أكثرها شيوعًا في البناء و أعمال الترميممادة - فولاذ. سيتم أيضًا النظر في هذه المؤشرات للمواد الأخرى ، من أجل الحصول على مثال.
معامل المرونة - ما هو؟
معامل المرونة للمادة عبارة عن مجموعة من الكميات الفيزيائية التي تميز قدرة الجسم الصلب على التشوه بشكل مرن في ظل ظروف تطبيق القوة عليه. يتم التعبير عنه بالحرف E. لذلك سيتم ذكره في جميع الجداول التي ستتعمق في المقالة.
لا يمكن المجادلة بأن هناك طريقة واحدة فقط لتحديد قيمة المرونة. أدت الأساليب المختلفة لدراسة هذه الكمية إلى حقيقة أن هناك عدة طرق مختلفة في وقت واحد. فيما يلي ثلاث طرق رئيسية لحساب مؤشرات هذه الخاصية للمواد المختلفة:
- يصف معامل يونغ (E) مقاومة مادة ما لأي تمدد أو ضغط تحت التشوه المرن. يتم تحديد متغير يونغ من خلال نسبة الإجهاد إلى الإجهاد الانضغاطي. عادة ما يشار إليه ببساطة بمعامل المرونة.
- معامل القص (G) ، ويسمى أيضًا معامل الصلابة. تكشف هذه الطريقة عن قدرة المادة على مقاومة أي تغيير في الشكل ، ولكن في ظل ظروف الحفاظ على معيارها. يتم التعبير عن معامل القص على أنه نسبة إجهاد القص إلى إجهاد القص ، والذي يتم تعريفه على أنه التغيير في الزاوية اليمنى بين المستويات المتاحة المعرضة لضغوط القص. وبالمناسبة ، فإن معامل القص هو أحد مكونات ظاهرة مثل اللزوجة.
- معامل الحجم (K) ، والذي يشار إليه أيضًا بمعامل الحجم الكبير. يشير هذا المتغير إلى قدرة كائن مصنوع من أي مادة على تغيير حجمه إذا تعرض لضغط طبيعي شامل ، وهو نفسه في جميع اتجاهاته. يتم التعبير عن هذا المتغير بنسبة الضغط الحجمي إلى الضغط الحجمي النسبي.
- هناك أيضًا مؤشرات أخرى للمرونة ، والتي يتم قياسها بكميات أخرى ويتم التعبير عنها بنسب أخرى. الخيارات الأخرى التي لا تزال معروفة وشائعة جدًا لمؤشرات المرونة هي المعلمات العرجاء أو نسبة بواسون.
جدول مؤشرات مرونة المواد
قبل الانتقال مباشرة إلى خاصية الفولاذ هذه ، دعونا أولاً ننظر ، كمثال ومعلومات إضافية ، في جدول يحتوي على بيانات حول هذه القيمة فيما يتعلق بالمواد الأخرى. يتم قياس البيانات في MPa.
معامل مرونة المواد المختلفة
كما ترى من الجدول أعلاه ، تختلف هذه القيمة باختلاف المواد ، علاوة على ذلك ، تختلف المؤشرات إذا تم أخذ خيار أو آخر لحساب هذا المؤشر في الاعتبار. لكل فرد الحرية في اختيار خيار دراسة المؤشرات التي تناسبه بشكل أفضل. قد يكون من الأفضل النظر في معامل يونج ، لأنه غالبًا ما يستخدم على وجه التحديد لوصف مادة معينة في هذا الصدد.
بعد أن تعرفنا بإيجاز على بيانات هذه الخاصية للمواد الأخرى ، سننتقل مباشرة إلى خاصية الفولاذ بشكل منفصل.
بادئ ذي بدء ، دعنا ننتقل إلى الأرقام الجافة ونشتق مؤشرات مختلفة لهذه الخاصية لـ أنواع مختلفةالفولاذ والهياكل الفولاذية:
- معامل المرونة (E) للصب ، التسليح المدلفن على الساخن من درجات الصلب المشار إليها باسم St.3 و St. 5 يساوي 2.1 * 106 كجم / سم ^ 2.
- بالنسبة للفولاذ مثل 25G2S و 30 KhG2S ، تكون هذه القيمة 2 * 106 كجم / سم ^ 2.
- بالنسبة لسلك ذو ملف تعريف دوري وسلك دائري مسحوب على البارد ، توجد قيمة مرونة تساوي 1.8 * 106 كجم / سم ^ 2. بالنسبة للتعزيزات المسطحة الباردة ، فإن المؤشرات متشابهة.
- بالنسبة لخيوط وحزم الأسلاك عالية القوة ، تبلغ القيمة 2 10 6 كجم / سم ^ 2
- بالنسبة للحبال الحلزونية الفولاذية والحبال ذات القلب المعدني ، تكون القيمة 1.5 · 10 4 كجم / سم 2 ، بينما بالنسبة للكابلات ذات القلب العضوي ، لا تتجاوز هذه القيمة 1.3 · 10 6 كجم / سم ^ 2.
- معامل القص (G) للصلب المدلفن هو 8.4 · 10 6 كجم / سم ^ 2.
- وأخيرًا ، نسبة بواسون للصلب تساوي 0.3
هذه بيانات عامة معطاة لأنواع منتجات الصلب والفولاذ. تم حساب كل قيمة وفقًا لجميع القواعد المادية مع مراعاة جميع العلاقات المتاحة التي يتم استخدامها لاشتقاق قيم هذه الخاصية.
سيتم تقديم جميع المعلومات العامة حول خاصية الفولاذ هذه أدناه. سيتم إعطاء القيم في كل من معامل يونج ومعامل القص ، في كل من وحدة القياس (MPa) وفي وحدة أخرى (كجم / سم 2 ، نيوتن * م 2).
حديد وعدة درجات مختلفة
تختلف قيم مؤشرات مرونة الفولاذ ، نظرًا لوجود العديد من الوحدات في وقت واحد ، والتي يتم حسابها وحسابها بطرق مختلفة. يمكن للمرء أن يلاحظ حقيقة أن المؤشرات ، من حيث المبدأ ، لا تختلف كثيرًا ، مما يشهد لصالح دراسات مختلفة للمرونة. مواد متعددة. لكن الأمر لا يستحق التعمق في جميع الحسابات والصيغ والقيم ، لأنه يكفي اختيار قيمة معينة للمرونة من أجل الاسترشاد بها في المستقبل.
بالمناسبة ، إذا كنت لا تعبر عن جميع القيم بالنسب العددية ، ولكن تأخذها على الفور وتحسبها بالكامل ، فإن خاصية الفولاذ هذه ستكون مساوية لـ: E \ u003d 200000 MPa أو E \ u003d 2،039،000 كجم / سم ^ 2.
ستساعدك هذه المعلومات على فهم مفهوم معامل المرونة ، بالإضافة إلى التعرف على القيم الرئيسية لهذه الخاصية للصلب ومنتجات الفولاذ ، وكذلك للعديد من المواد الأخرى.
يجب أن نتذكر أن مؤشرات معامل المرونة تختلف باختلاف سبائك الصلب وهياكل الصلب المختلفة التي تحتوي على مركبات أخرى في تكوينها. ولكن حتى في مثل هذه الظروف ، يمكن للمرء أن يلاحظ حقيقة أن المؤشرات لا تختلف كثيرًا. تعتمد قيمة معامل مرونة الفولاذ عمليًا على الهيكل. وكذلك محتوى الكربون. لا يمكن أن تؤثر طريقة المعالجة الساخنة أو الباردة للصلب بشكل كبير على هذا المؤشر.
stanok.guru
الطاولة. قيم معاملات المرونة الطولية E ، ومعايير القص G ونسب بواسون µ (عند 20 درجة مئوية).
|
tehtab.ru
معامل يونغ والقص ، قيم نسبة بواسون (الجدول)
الخصائص المرنة للجسم
فيما يلي جداول بحث عن الثوابت شائعة الاستخدام ؛ إذا كان اثنان منهم معروفين ، فهذا يكفي تمامًا لتحديد الخصائص المرنة لمادة صلبة متجانسة الخواص.
معامل يونج أو معامل المرونة بالدينيس / سم 2.
معامل القص أو معامل الالتواء G في داين / سم 2.
معامل الضغط أو معامل الحجم K في داين / سم 2.
حجم الانضغاطية k = 1 / K /.
نسبة بواسون µ تساوي نسبة الضغط النسبي المستعرض إلى التوتر النسبي الطولي.
بالنسبة للمواد الصلبة المتجانسة الخواص ، تحدث العلاقات التالية بين هذه الثوابت:
G = E / 2 (1 + μ) - (α)
μ = (E / 2G) - 1 - (ب)
ك = E / 3 (1-2 μ) - (ج)
نسبة بواسون موجبة ، وقيمتها عادة ما تكون في النطاق من 0.25 إلى 0.5 ، ولكن في بعض الحالات قد تتجاوز هذه الحدود. درجة الاتفاق بين القيم المرصودة لـ µ وتلك المحسوبة بالصيغة (ب) هي مؤشر على الخواص الخواص للمادة.
جداول قيم معامل يونج ومعامل القص ونسبة بواسون
القيم المحسوبة من العلاقات (أ) ، (ب) ، (ج) معطاة بخط مائل.
المواد عند 18 درجة مئوية | معامل يونغ E ، 1011 داين / سم 2. | نسبة بواسون µ | ||
الألومنيوم | ||||
فولاذ (1٪ ج) 1) | ||||
قسنطينة 2) | ||||
المنجانين | ||||
1) بالنسبة للصلب الذي يحتوي على حوالي 1٪ C ، من المعروف أن الثوابت المرنة تتغير أثناء المعالجة الحرارية. 2) 60٪ نحاس ، 40٪ نيكل. |
تشير النتائج التجريبية الواردة أدناه إلى مواد معملية شائعة ، خاصة الأسلاك.
مستوى | معامل يونغ E ، 1011 داين / سم 2. | معامل القص G ، 1011 داين / سم 2. | نسبة بواسون µ | معامل السائبة K ، 1011 داين / سم 2. |
برونزية (66٪ نحاس) | ||||
النيكل الفضي 1) | ||||
تاج جينا الزجاج | ||||
جينا زجاج صوان | ||||
لحام الحديد | ||||
برونز الفوسفور 2) | ||||
بلاتينويد 3) | ||||
خيوط الكوارتز (تذوب) | ||||
مطاط ناعم مفلكن | ||||
1) 60٪ نحاس ، 15٪ نيكل ، 25٪ زنك 2) 92.5٪ نحاس ، 7٪ قصدير ، 0.5٪ ف 3) النيكل الفضي مع كمية قليلة من التنجستن. |
مستوى | معامل يونغ E ، 1011 داين / سم 2. | مستوى | معامل يونغ E ، 1011 داين / سم 2. |
الزنك (نقي) | |||
الشجرة الحمراء | |||
الزركونيوم | |||
سبيكة 90٪ نقطة ، 10٪ الأشعة تحت الحمراء | |||
دورالومين | |||
خيوط الحرير 1 | خشب الساج | ||
بلاستيك: | |||
لدن بالحرارة | |||
بالحرارة | |||
التنغستن | |||
1) ينخفض بسرعة مع زيادة الحمل 2) يكتشف التعب المرن الملحوظ |
معامل درجة الحرارة (عند 150 درجة مئوية) Et = E11 (1-ɑ (t-15)) ، Gt = G11 (1-ɑ (t-15)) | قابلية الانضغاط k ، bar-1 (عند 7-110 درجة مئوية) |
|||
الألومنيوم | الألومنيوم | |||
زجاج الصوان | ||||
زجاج الماني | ||||
نيكيل الفضي | ||||
البرونز الفسفوري | ||||
خيوط الكوارتز |
infotables.ru
معامل المرونة (معامل يونج) | عالم اللحام
معامل المرونة
معامل المرونة (معامل يونغ) E - يميز مقاومة المادة للتوتر / الانضغاط تحت التشوه المرن ، أو خاصية جسم ما للتشوه على طول المحور عند تطبيق قوة على طول هذا المحور ؛ يُعرَّف بأنه نسبة الإجهاد إلى الاستطالة. غالبًا ما يشار إلى معامل يونج ببساطة على أنه معامل المرونة.
1 kgf / mm2 = 10-6 kgf / m2 = 9.8 106 N / m2 = 9.8 107 dynes / cm2 = 9.81 106 Pa = 9.81 MPa
المعادن | |||
الألومنيوم | 6300-7500 | 6180-7360 | 61800-73600 |
صلب الألمنيوم | 6980 | 6850 | 68500 |
البريليوم | 30050 | 29500 | 295000 |
برونزية | 10600 | 10400 | 104000 |
الألومنيوم البرونزي ، صب | 10500 | 10300 | 103000 |
الفوسفور البرونزي ملفوف | 11520 | 11300 | 113000 |
الفاناديوم | 13500 | 13250 | 132500 |
صلب الفاناديوم | 15080 | 14800 | 148000 |
البزموت | 3200 | 3140 | 31400 |
يلقي البزموت | 3250 | 3190 | 31900 |
التنغستن | 38100 | 37400 | 374000 |
صلب التنغستن | 38800-40800 | 34200-40000 | 342000-400000 |
الهافنيوم | 14150 | 13900 | 139000 |
دورالومين | 7000 | 6870 | 68700 |
توالت دورالومين | 7140 | 7000 | 70000 |
الحديد المطاوع | 20000-22000 | 19620-21580 | 196200-215800 |
الحديد الزهر | 10200-13250 | 10000-13000 | 100000-130000 |
ذهب | 7000-8500 | 6870-8340 | 68700-83400 |
الذهب الملدن | 8200 | 8060 | 80600 |
Invar | 14000 | 13730 | 137300 |
إنديوم | 5300 | 5200 | 52000 |
إيريديوم | 5300 | 5200 | 52000 |
الكادميوم | 5300 | 5200 | 52000 |
يلقي الكادميوم | 5090 | 4990 | 49900 |
صلب الكوبالت | 19980-21000 | 19600-20600 | 196000-206000 |
قسنطينة | 16600 | 16300 | 163000 |
نحاس | 8000-10000 | 7850-9810 | 78500-98100 |
تدحرجت السفينة من النحاس الأصفر | 10000 | 9800 | 98000 |
النحاس ، مسحوب على البارد | 9100-9890 | 8900-9700 | 89000-97000 |
المغنيسيوم | 4360 | 4280 | 42800 |
المنجانين | 12600 | 12360 | 123600 |
نحاس | 13120 | 12870 | 128700 |
النحاس المشوه | 11420 | 11200 | 112000 |
نحاس مصبوب | 8360 | 8200 | 82000 |
توالت النحاس | 11000 | 10800 | 108000 |
النحاس المسحوب على البارد | 12950 | 12700 | 127000 |
الموليبدينوم | 29150 | 28600 | 286000 |
نيكيل الفضي | 11000 | 10790 | 107900 |
نيكل | 20000-22000 | 19620-21580 | 196200-215800 |
صلب النيكل | 20600 | 20200 | 202000 |
النيوبيوم | 9080 | 8910 | 89100 |
تين | 4000-5400 | 3920-5300 | 39200-53000 |
يلقي القصدير | 4140-5980 | 4060-5860 | 40600-58600 |
الأوزميوم | 56570 | 55500 | 555000 |
البلاديوم | 10000-14000 | 9810-13730 | 98100-137300 |
يلقي البلاديوم | 11520 | 11300 | 113000 |
البلاتين | 17230 | 16900 | 169000 |
صلب البلاتين | 14980 | 14700 | 147000 |
ملدن الروديوم | 28030 | 27500 | 275000 |
صلب الروثينيوم | 43000 | 42200 | 422000 |
قيادة | 1600 | 1570 | 15700 |
يلقي الرصاص | 1650 | 1620 | 16200 |
فضة | 8430 | 8270 | 82700 |
صلب الفضة | 8200 | 8050 | 80500 |
أداة الصلب | 21000-22000 | 20600-21580 | 206000-215800 |
خليط معدني | 21000 | 20600 | 206000 |
الفولاذ الخاص | 22000-24000 | 21580-23540 | 215800-235400 |
الكربون الصلب | 19880-20900 | 19500-20500 | 195000-205000 |
صب الصلب | 17330 | 17000 | 170000 |
التنتالوم | 19000 | 18640 | 186400 |
التنتالوم صلب | 18960 | 18600 | 186000 |
التيتانيوم | 11000 | 10800 | 108000 |
الكروم | 25000 | 24500 | 245000 |
الزنك | 8000-10000 | 7850-9810 | 78500-98100 |
ملفوف الزنك | 8360 | 8200 | 82000 |
يلقي الزنك | 12950 | 12700 | 127000 |
الزركونيوم | 8950 | 8780 | 87800 |
الحديد الزهر | 7500-8500 | 7360-8340 | 73600-83400 |
الحديد الزهر الأبيض والرمادي | 11520-11830 | 11300-11600 | 113000-116000 |
الدكتايل الحديد | 15290 | 15000 | 150000 |
بلاستيك | |||
شبكي | 535 | 525 | 5250 |
شريط سينمائي | 173-194 | 170-190 | 1700-1900 |
زجاج عضوي | 300 | 295 | 2950 |
ممحاة | |||
ممحاة | 0,80 | 0,79 | 7,9 |
مطاط ناعم مفلكن | 0,15-0,51 | 0,15-0,50 | 1,5-5,0 |
خشب | |||
الخيزران | 2000 | 1960 | 19600 |
البتولا | 1500 | 1470 | 14700 |
خشب الزان | 1600 | 1630 | 16300 |
بلوط | 1600 | 1630 | 16300 |
شجرة التنوب | 900 | 880 | 8800 |
شجرة حديدية | 2400 | 2350 | 32500 |
صنوبر | 900 | 880 | 8800 |
المعادن | |||
كوارتز | 6800 | 6670 | 66700 |
مواد متعددة | |||
أسمنت | 1530-4100 | 1500-4000 | 15000-40000 |
جرانيت | 3570-5100 | 3500-5000 | 35000-50000 |
الحجر الجيري كثيف | 3570 | 3500 | 35000 |
خيوط الكوارتز (منصهر) | 7440 | 7300 | 73000 |
كاتجوت | 300 | 295 | 2950 |
الجليد (عند -2 درجة مئوية) | 300 | 295 | 2950 |
رخام | 3570-5100 | 3500-5000 | 35000-50000 |
زجاج | 5000-7950 | 4900-7800 | 49000-78000 |
زجاج التاج | 7200 | 7060 | 70600 |
زجاج الصوان | 5500 | 5400 | 70600 |
المؤلفات
- كتاب مرجعي مادي وتقني موجز. T.1 / وكيل القيادة. إد. ك. ياكوفليف. موسكو: FIZMATGIZ. 1960. - 446 ص.
- كتاب مرجعي عن لحام المعادن غير الحديدية / S.M. جورفيتش. كييف: نوكوفا دومكا. 1981. 680 ص.
- كتيب الفيزياء الابتدائية / N.N. كوشكين ، إم. شيركيفيتش. M. ، علم. 1976. 256 ص.
- جداول الكميات الفيزيائية. كتيب / إد. ك. كيكوين. م ، أتوميزدات. 1976 ، 1008 ص.
weldworld.com
خصائص ميكانيكية معدنية | موسوعة حول العالم
محتوى المقالالخصائص الميكانيكية المعدنية. عندما تعمل قوة أو نظام قوى على عينة معدنية ، فإنها تتفاعل مع ذلك عن طريق تغيير شكلها (تشوه). الخصائص المختلفة التي تحدد السلوك والحالة النهائية لعينة معدنية ، اعتمادًا على نوع وشدة القوى ، تسمى الخواص الميكانيكية للمعدن.
تسمى شدة القوة المؤثرة على العينة الإجهاد ويتم قياسها على أنها القوة الكلية مقسومة على المنطقة التي تعمل فيها. يُفهم التشوه على أنه تغيير نسبي في أبعاد العينة بسبب الضغوط المطبقة.
التشوه المرن والبلاستيك والدمار
إذا لم يكن الضغط المطبق على العينة المعدنية مرتفعًا جدًا ، فسيكون تشوهها مرنًا - بمجرد إزالة الضغط ، يتم استعادة شكله. تم تصميم بعض الهياكل المعدنية بشكل متعمد لتشوه بشكل مرن. لذلك ، عادة ما تتطلب الينابيع تشوهًا مرنًا كبيرًا إلى حد ما. في حالات أخرى ، يتم تقليل التشوه المرن. تصنع الجسور والحزم والآليات والأجهزة صلبة قدر الإمكان. يتناسب التشوه المرن لعينة معدنية مع القوة أو مجموع القوى المؤثرة عليها. يتم التعبير عن هذا من خلال قانون هوك ، والذي بموجبه يكون الضغط مساويًا للضغط المرن مضروبًا في عامل تناسب ثابت يسمى معامل المرونة: s = eY ، حيث s هي الإجهاد ، e هي الإجهاد المرن ، و Y هي معامل المرونة (معامل يونج). يتم عرض المعاملات المرنة لعدد من المعادن في الجدول. واحد.
باستخدام البيانات الواردة في هذا الجدول ، يمكنك حساب ، على سبيل المثال ، القوة المطلوبة لمد قضيب فولاذي لمقطع عرضي مربع مع جانب 1 سم بنسبة 0.1٪ من طوله:
F = YґAґDL / L = 200000 ميجا باسكال 1 سم 2ґ0.001 = 20000 نيوتن (= 20 كيلو نيوتن)
عندما يتم تطبيق ضغوط على عينة معدنية تتجاوز حدودها المرنة ، فإنها تسبب تشوهًا بلاستيكيًا (لا رجعة فيه) ، مما يؤدي إلى تغيير لا رجوع فيه في شكلها. يمكن أن تسبب الضغوط العالية فشلًا ماديًا.
إن أهم معيار عند اختيار مادة معدنية تتطلب مرونة عالية هو مقاومة الخضوع. تمتلك أفضل أنواع الفولاذ الزنبركي تقريبًا نفس معامل المرونة مثل أرخص أنواع فولاذ البناء ، ولكن فولاذ الزنبرك قادر على تحمل ضغوط أكبر بكثير ، وبالتالي تشوهات مرنة أكبر بكثير دون تشوه البلاستيك ، نظرًا لأن لديهم قوة خضوع أعلى.
يمكن تغيير الخصائص البلاستيكية للمادة المعدنية (على عكس المرونة) عن طريق الانصهار والمعالجة الحرارية. وبالتالي ، يمكن زيادة مقاومة الخضوع للحديد بالطرق المماثلة 50 مرة. يمر الحديد النقي في حالة سيولة بالفعل عند ضغوط تصل إلى 40 ميجا باسكال ، في حين أن مقاومة الخضوع للفولاذ المحتوي على 0.5٪ كربون وبضعة في المائة من الكروم والنيكل ، بعد التسخين إلى 950 درجة مئوية والتصلب ، يمكن أن تصل إلى 2000 ميجا باسكال.
متى المواد المعدنيةإذا تم تحميله بما يتجاوز قوة الخضوع ، فإنه يستمر في التشوه اللدني ، ولكن في عملية التشوه يصبح الأمر أكثر صعوبة ، بحيث تتطلب الزيادة الإضافية في التشوه المزيد والمزيد من الضغط. تسمى هذه الظاهرة التشوه أو التصلب الميكانيكي (والتصلب). يمكن إثبات ذلك عن طريق لف سلك معدني أو ثنيه بشكل متكرر. تصلب العمل المنتجات المعدنيةغالبا ما يتم تنفيذها في المصانع. يمكن درفلة صفائح النحاس والأسلاك النحاسية وقضبان الألومنيوم على البارد أو سحبها على البارد إلى الصلابة المطلوبة للمنتج النهائي.
تمتد.
غالبًا ما يتم التحقق من العلاقة بين الإجهاد والانفعال للمواد عن طريق إجراء اختبارات الشد ، وعند القيام بذلك ، يتم الحصول على مخطط الإجهاد - رسم بياني مع إجهاد مرسوم على طول المحور الأفقي والضغط على طول المحور الرأسي (الشكل 1). على الرغم من أن المقطع العرضي للعينة يتناقص (ويزيد الطول) في التوتر ، يتم عادةً حساب الضغط عن طريق إحالة القوة إلى منطقة المقطع العرضي الأصلية ، وليس إلى المنطقة المصغرة التي من شأنها أن تعطي الضغط الحقيقي. في السلالات الصغيرة ، لا يهم هذا كثيرًا ، ولكن في السلالات الكبيرة ، يمكن أن يؤدي إلى اختلاف ملحوظ. على التين. يوضح الشكل 1 منحنيات إجهاد إجهاد مادتين ذات ليونة مختلفة. (اللدونة هي قدرة المادة على الاستطالة دون أن تنكسر ، ولكن أيضًا بدون العودة إلى شكلها الأصلي بعد إزالة الحمولة). ينتهي القسم الخطي الأولي لكلا المنحنيين عند نقطة العائد ، حيث يبدأ تدفق البلاستيك. بالنسبة لمادة أقل مرونة ، فإن أعلى نقطة في الرسم البياني ، وهي قوة شدها النهائية ، تتوافق مع الفشل. بالنسبة إلى مادة أكثر مرونة ، يتم الوصول إلى مقاومة الشد القصوى عندما يصبح معدل الانخفاض في المقطع العرضي أثناء التشوه أكبر من معدل تصلب الإجهاد. في هذه المرحلة ، أثناء الاختبار ، يبدأ تشكيل "رقبة" (تخفيض موضعي متسارع في المقطع العرضي). على الرغم من انخفاض قدرة تحمل العينة ، تستمر المادة الموجودة في الرقبة في التصلب. ينتهي الاختبار بتمزق في العنق.
يتم عرض القيم النموذجية للكميات التي تميز مقاومة الشد لعدد من المعادن والسبائك في الجدول. 2. من السهل ملاحظة أن هذه القيم لنفس المادة يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على المعالجة.
الجدول 2 | ||||
المعادن والسبائك | حالة | قوة الغلة ، MPa | قوة الشد ، MPa | استطالة ،٪ |
الفولاذ الطري (0.2٪ C) | المدرفلة على الساخن | 300 | 450 | 35 |
فولاذ كربوني متوسط (0.4٪ C ، 0.5٪ Mn) | تصلب و خفف | 450 | 700 | 21 |
فولاذ عالي القوة (0.4٪ C ، 1.0٪ Mn ، 1.5٪ Si ، 2.0٪ Cr ، 0.5٪ Mo) | تصلب و خفف | 1750 | 2300 | 11 |
الحديد الزهر الرمادي | بعد الصب | – | 175–300 | 0,4 |
الألمنيوم نقى تقنيا | صلب | 35 | 90 | 45 |
الألمنيوم نقى تقنيا | تصلب التشوه | 150 | 170 | 15 |
سبائك الألومنيوم (4.5٪ نحاس ، 1.5٪ ملغ ، 0.6٪ مليون) | تصلب بسبب الشيخوخة | 360 | 500 | 13 |
صلب بالكامل | 80 | 300 | 66 | |
لوح نحاسي (70٪ نحاس ، 30٪ زنك) | تصلب التشوه | 500 | 530 | 8 |
التنغستن ، الأسلاك | تعادل قطرها 0.63 مم | 2200 | 2300 | 2,5 |
قيادة | بعد الصب | 0,006 | 12 | 30 |
ضغط.
عادة ما تكون الخصائص المرنة والبلاستيكية تحت الضغط مشابهة جدًا لتلك التي لوحظت تحت التوتر (الشكل 2). يمر منحنى العلاقة بين الإجهاد الاسمي والإجهاد الاسمي في الضغط فوق المنحنى المقابل للتوتر فقط لأن المقطع العرضي للعينة لا ينقص ، بل يزداد أثناء الضغط. إذا تم رسم الإجهاد الحقيقي والانفعال الحقيقي على طول محاور الرسم البياني ، فإن المنحنيات تتطابق عمليًا ، على الرغم من حدوث الكسر في وقت مبكر من التوتر.
صلابة.
تكمن صلابة المادة في قدرتها على مقاومة تشوه البلاستيك. نظرًا لأن اختبار الشد يتطلب معدات باهظة الثمن ووقتًا طويلاً ، فغالبًا ما يتم اللجوء إلى اختبارات صلابة أبسط. عند الاختبار وفقًا لطرق برينل وروكويل ، يتم ضغط "إندينتر" (طرف له شكل كرة أو هرم) في السطح المعدني عند حمل وسرعة تحميل معينة. يتم بعد ذلك قياس حجم الطباعة (غالبًا ما يتم ذلك تلقائيًا) ويتم تحديد مؤشر الصلابة (الرقم) منه. كلما كانت الطباعة أصغر ، زادت الصلابة. الصلابة وقوة الخضوع هي خصائص قابلة للمقارنة إلى حد ما: عادة ، مع زيادة أحدهما ، يزداد الآخر أيضًا.
قد يكون لدى المرء انطباع بأن الحد الأقصى لقوة الخضوع والصلابة مرغوب فيه دائمًا في المواد المعدنية. في الواقع ، هذا ليس هو الحال ، وليس فقط لأسباب اقتصادية (تتطلب عمليات التقسية تكاليف إضافية).
أولاً ، يجب تشكيل المواد في منتجات مختلفة ، ويتم ذلك عادةً باستخدام عمليات (الدرفلة ، والختم ، والضغط) التي يلعب فيها تشوه البلاستيك دورًا مهمًا. حتى عند المعالجة على آلة قطع المعادن ، يكون تشوه البلاستيك مهمًا جدًا. إذا كانت صلابة المادة كبيرة جدًا ، فستكون هناك حاجة إلى الكثير من القوة لمنحها الشكل المطلوب ، ونتيجة لذلك تتآكل أدوات القطع بسرعة. يمكن تقليل الصعوبات من هذا النوع عن طريق عمل المعادن في درجات حرارة مرتفعة عندما تصبح أكثر ليونة. إذا لم يكن العمل على الساخن ممكنًا ، فسيتم استخدام التلدين المعدني (التسخين والتبريد البطيئين).
ثانيًا ، عندما تصبح المادة المعدنية أكثر صلابة ، فإنها عادة ما تفقد ليونة. بمعنى آخر ، تصبح المادة هشة إذا كانت قوة خضوعها عالية جدًا بحيث لا يحدث تشوه البلاستيك حتى تلك الضغوط التي تسبب الكسر على الفور. عادة ما يتعين على المصمم اختيار بعض المستويات المتوسطة من الصلابة والليونة.
قوة التأثير وهشاشة.
المتانة هي عكس الهشاشة. هذه هي قدرة المادة على مقاومة الكسر عن طريق امتصاص طاقة الصدم. على سبيل المثال ، الزجاج هش لأنه غير قادر على امتصاص الطاقة من خلال تشوه البلاستيك. مع تأثير حاد بنفس القدر على لوح من الألمنيوم اللين ، لا تنشأ ضغوط كبيرة ، لأن الألمنيوم قادر على تشويه البلاستيك ، والذي يمتص طاقة الصدمة.
هناك العديد من الطرق المختلفة لاختبار قوة تأثير المعادن. عند استخدام طريقة شاربي ، يتم استبدال عينة معدنية موشورية مسننة لتأثير بندول متراجع. يتم تحديد العمل المنفق على تدمير العينة من خلال المسافة التي ينحرفها البندول بعد الاصطدام. تظهر مثل هذه الاختبارات أن الفولاذ والعديد من المعادن تتصرف على أنها هشة في درجات الحرارة المنخفضة ، ولكنها تتصرف مثل الدكتايل في درجات الحرارة المرتفعة. غالبًا ما يحدث الانتقال من السلوك الهش إلى سلوك الدكتايل في نطاق درجة حرارة ضيق نوعًا ما ، وتسمى نقطة المنتصف درجة حرارة الانتقال الهشة. تشير اختبارات التأثير الأخرى أيضًا إلى وجود مثل هذا الانتقال ، لكن درجة حرارة الانتقال المقاسة تختلف من اختبار إلى آخر اعتمادًا على عمق الشق وحجم العينة وشكلها وطريقة وسرعة تحميل الصدمات. نظرًا لعدم وجود نوع اختبار يغطي النطاق الكامل لظروف التشغيل ، فإن اختبار التأثير يكون ذا قيمة فقط لأنه يسمح بمقارنة المواد المختلفة. ومع ذلك ، فقد قدموا الكثير من المعلومات المهمة حول تأثير صناعة السبائك وتكنولوجيا التصنيع والمعالجة الحرارية على ميل الكسر الهش. يمكن أن تصل درجة حرارة الانتقال للفولاذ ، التي يتم قياسها باستخدام طريقة Charpy V-notch ، إلى + 90 درجة مئوية ، ولكن مع إضافات السبائك المناسبة والمعالجة الحرارية ، يمكن تقليلها إلى -130 درجة مئوية.
كان الكسر الهش للصلب سببًا للعديد من الحوادث ، مثل الانفجارات غير المتوقعة لخطوط الأنابيب ، وانفجار أوعية الضغط وخزانات التخزين ، وانهيار الجسور. من بين أفضل الأمثلة المعروفة العدد الكبير للسفن من فئة ليبرتي التي تحطمت أجسامها بشكل غير متوقع أثناء الإبحار. كما أظهر التحقيق ، كان فشل سفن Liberty يرجع ، على وجه الخصوص ، إلى تقنية اللحام غير المناسبة التي تركت ضغوطًا داخلية ، وضعف التحكم في تكوين اللحام ، وعيوب هيكلية. مكنت المعلومات التي تم الحصول عليها نتيجة الاختبارات المعملية من تقليل احتمالية وقوع مثل هذه الحوادث بشكل كبير. درجة حرارة الانتقال الهشة لبعض المواد ، مثل التنجستن والسيليكون والكروم ، في الظروف الطبيعيةأعلى بكثير من درجة حرارة الغرفة. وعادة ما تعتبر هذه المواد هشة ومنحها الشكل المطلوببسبب تشوه البلاستيك ممكن فقط عند تسخينه. في نفس الوقت ، النحاس والألمنيوم والرصاص والنيكل وبعض العلامات التجارية الفولاذ المقاوم للصدأوغيرها من المعادن والسبائك لا تصبح هشة على الإطلاق مع انخفاض درجة الحرارة. على الرغم من معرفة الكثير بالفعل عن الكسر الهش ، إلا أنه لا يمكن اعتبار هذه الظاهرة مفهومة تمامًا.
إعياء.
التعب هو تدمير هيكل تحت تأثير الأحمال الدورية. عندما يتم ثني جزء في اتجاه أو آخر ، فإن أسطحه تتعرض بالتناوب للضغط والتوتر. بالنسبة لعدد كبير بدرجة كافية من دورات التحميل ، يمكن أن يتسبب الفشل في ضغوط أقل بكثير من تلك التي يحدث فيها الفشل في حالة التحميل الفردي. تسبب الضغوط المتناوبة تشوهًا موضعيًا للبلاستيك وتصلب عمل المادة ، مما يؤدي إلى حدوث تشققات صغيرة بمرور الوقت. يؤدي تركيز الإجهاد بالقرب من نهايات هذه الشقوق إلى نموها. في البداية ، تنمو الشقوق ببطء ، ولكن مع انخفاض المقطع العرضي للحمل ، تزداد الضغوط في نهايات الشقوق. في هذه الحالة ، تنمو الشقوق بشكل أسرع وأسرع ، وفي النهاية تنتشر على الفور إلى القسم بأكمله من الجزء. انظر أيضًا آليات التدمير.
يعتبر التعب إلى حد بعيد السبب الأكثر شيوعًا للفشل الهيكلي في ظل ظروف التشغيل. تكون أجزاء الماكينة التي تعمل في ظل ظروف تحميل دورية عرضة بشكل خاص لهذا الأمر. في صناعة الطائرات ، تبين أن الإجهاد مشكلة مهمة للغاية بسبب الاهتزازات. من أجل تجنب فشل التعب ، من الضروري فحص واستبدال أجزاء من الطائرات والمروحيات بشكل متكرر.
زحف.
الزحف (أو الزحف) هو زيادة بطيئة في تشوه البلاستيك لمعدن تحت حمل ثابت. مع ظهور المحركات النفاثة والتوربينات الغازية والصواريخ ، أصبحت خصائص المواد في درجات الحرارة المرتفعة ذات أهمية متزايدة. في العديد من مجالات التكنولوجيا ، فإن المزيد من التطوير مقيد بالقيود المرتبطة بالخصائص الميكانيكية لدرجات الحرارة العالية للمواد.
في درجات الحرارة العادية ، يحدث تشوه البلاستيك على الفور تقريبًا بمجرد تطبيق الضغط المناسب ، ويزداد قليلاً بعد ذلك. في درجات الحرارة المرتفعة ، لا تصبح المعادن أكثر ليونة فحسب ، بل تتشوه أيضًا بحيث يستمر التشوه في النمو مع مرور الوقت. يمكن أن يحد هذا التشوه أو الزحف المعتمد على الوقت من عمر الهياكل التي يجب أن تعمل في درجات حرارة مرتفعة لفترات طويلة من الزمن.
كلما زاد الضغط وارتفاع درجة الحرارة ، زاد معدل الزحف. تظهر منحنيات الزحف النموذجية في الشكل. 3. بعد المرحلة الأولية من الزحف السريع (غير المستقر) ، تقل هذه السرعة وتصبح ثابتة تقريبًا. قبل التدمير ، يزيد معدل الزحف مرة أخرى. تختلف درجة الحرارة التي يصبح الزحف عندها حرجًا باختلاف المعادن. شركات الهاتف قلقة بشأن الزحف الكابلات العلويةفي غمد الرصاص ، يعمل في درجات حرارة عادية بيئة؛ بينما يمكن لبعض السبائك الخاصة العمل عند 800 درجة مئوية دون إظهار زحف مفرط.
يمكن تحديد عمر خدمة الأجزاء في ظل ظروف الزحف إما عن طريق الحد الأقصى المسموح به من التشوه أو الفشل ، ويجب على المصمم دائمًا مراعاة هذين الخيارين. من الصعب تقييم مدى ملاءمة المواد لتصنيع المنتجات المصممة للتشغيل طويل الأمد في درجات حرارة مرتفعة ، مثل شفرات التوربينات ، مسبقًا. غالبًا ما يكون الاختبار بمرور الوقت مساويًا لعمر الخدمة المتوقع مستحيلًا عمليًا ، كما أن نتائج الاختبارات قصيرة المدى (المعجلة) ليس من السهل استقراءها لفترات أطول ، حيث قد تتغير طبيعة التدمير. على الرغم من أن الخواص الميكانيكية للسبائك الفائقة تتحسن باستمرار ، فإن التحدي الذي يواجه علماء فيزياء المعادن وعلماء المواد سيكون دائمًا هو إنشاء مواد يمكنها تحمل درجات حرارة أعلى. انظر أيضًا علم المعادن الفيزيائية.
هيكل بلوري
أعلاه ، تحدثنا عن القوانين العامة لسلوك المعادن تحت تأثير الأحمال الميكانيكية. لفهم الظواهر المقابلة بشكل أفضل ، من الضروري النظر في التركيب الذري للمعادن. جميع المعادن الصلبة هي مواد بلورية. وهي تتكون من بلورات ، أو حبيبات ، ترتيب الذرات الذي يتوافق مع شبكة ثلاثية الأبعاد منتظمة. يمكن اعتبار التركيب البلوري للمعدن على أنه يتكون من طبقات أو طبقات ذرية. عندما يتم تطبيق إجهاد القص (قوة تتسبب في انزلاق مستويين متجاورين لعينة معدنية فوق بعضهما البعض في اتجاهين متعاكسين) ، يمكن لطبقة واحدة من الذرات أن تتحرك مسافة بين الذرات بأكملها. سيؤثر مثل هذا التحول على شكل السطح ، ولكن ليس على الهيكل البلوري. إذا تحركت طبقة واحدة عدة مسافات بين الذرات ، فسيتم تشكيل "خطوة" على السطح. على الرغم من أن الذرات الفردية صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها تحت المجهر ، فإن الخطوات المتكونة عن طريق الانزلاق تكون مرئية بوضوح تحت المجهر وتسمى خطوط الانزلاق.
الأجسام المعدنية العادية التي نواجهها يوميًا هي متعددة البلورات ، أي تتكون من عدد كبير من البلورات ، لكل منها اتجاهها الخاص للمستويات الذرية. يشترك تشوه المعدن العادي متعدد الكريستالات مع تشوه بلورة واحدة في حدوثه بسبب الانزلاق على طول المستويات الذرية في كل بلورة. لوحظ انزلاق ملحوظ للبلورات الكاملة على طول حدودها فقط في ظل ظروف الزحف في درجات حرارة مرتفعة. يمكن أن يتراوح متوسط حجم بلورة واحدة ، أو حبة ، من عدة آلاف إلى عدة أعشار السنتيمتر. من المستحسن استخدام الحبيبات الدقيقة ، لأن الخصائص الميكانيكية للمعدن الدقيق أفضل من الخصائص الميكانيكية للحبيبات الخشنة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المعادن الدقيقة الحبيبات أقل هشاشة.
الانزلاق والخلع.
تمت دراسة عمليات الانزلاق بمزيد من التفصيل على بلورات مفردة من المعادن نمت في المختبر. أصبح من الواضح ليس فقط أن الانزلاق يحدث في اتجاهات معينة محددة وعادة على طول مستويات محددة جيدًا ، ولكن أيضًا أن البلورات المفردة تتشوه عند ضغوط منخفضة جدًا. يبدأ انتقال البلورات المفردة إلى حالة السيولة للألمنيوم عند 1 وللحديد عند 15-25 ميجا باسكال. من الناحية النظرية ، يجب أن يحدث هذا الانتقال في كلتا الحالتين عند الفولتية تقريبًا. 10000 ميجا باسكال. ظل هذا التناقض بين البيانات التجريبية والحسابات النظرية مشكلة مهمة لسنوات عديدة. في عام 1934 ، اقترح تايلور وبولاني وأوروان تفسيراً يعتمد على مفهوم العيوب في التركيب البلوري. واقترحوا أنه أثناء الانزلاق ، يحدث الإزاحة أولاً في نقطة ما في المستوى الذري ، ثم ينتشر عبر البلورة. الحدود بين المناطق النازحة وغير النازحة (الشكل 4) هي عيب خطي في التركيب البلوري ، يسمى خلعًا (في الشكل ، يذهب هذا الخط إلى البلورة بشكل عمودي على مستوى الشكل). عندما يتم تطبيق إجهاد القص على البلورة ، يتحرك الخلع ، مما يتسبب في انزلاقه على طول المستوى الموجود فيه. بعد تشكل الاضطرابات ، تتحرك بسهولة شديدة عبر البلورة ، وهو ما يفسر "نعومة" البلورات المفردة.
في البلورات المعدنية ، عادة ما يكون هناك العديد من الاضطرابات (الطول الإجمالي للخلع في سنتيمتر مكعب واحد من البلورة المعدنية الملدنة يمكن أن يكون أكثر من 10 كم). ولكن في عام 1952 ، اكتشف علماء من مختبرات شركة Bell Telephone Corporation ، أثناء اختبار شعيرات القصدير الرقيقة جدًا للثني ، ما فاجأهم أن قوة الانحناء لهذه البلورات كانت قريبة من القيمة النظرية لبلورات مثالية. في وقت لاحق ، تم اكتشاف شعيرات قوية للغاية والعديد من المعادن الأخرى. من المفترض أن هذه القوة العالية ترجع إلى حقيقة أنه في مثل هذه البلورات إما لا توجد اضطرابات على الإطلاق ، أو أن هناك خلعًا يمتد على طول البلورة بالكامل.
تأثيرات درجة الحرارة.
يمكن تفسير تأثير درجات الحرارة المرتفعة من حيث الاضطرابات وهيكل الحبوب. الاضطرابات العديدة في بلورات المعدن المصلد بالانفعال تشوه الشبكة البلورية وتزيد من طاقة البلورة. عندما يتم تسخين المعدن ، تصبح الذرات متحركة وتعيد ترتيبها في بلورات جديدة أكثر كمالا تحتوي على عدد أقل من الاضطرابات. ترتبط إعادة التبلور هذه بالتليين ، والذي يتم ملاحظته أثناء تلدين المعادن.
www.krugosvet.ru
مشكلة ONL @ YN LIBRARY 1 LIBRARY 2 ملحوظة. تعتمد قيمة معامل المرونة على الهيكل ، التركيب الكيميائيوطريقة معالجة المواد. لذلك ، قد تختلف قيم E عن متوسط القيم الواردة في الجدول. | جدول معامل يونج. معامل المرونة. تعريف معامل يونغ. عامل الأمان.جدول معامل يونج
قوة الشد الماديةالإجهاد الميكانيكي المسموح به في بعض المواد (عند التمدد)عامل الأمانيتبع... |
www.kilomol.ru
مادة | معامل المرونة MPa | نسبة بواسون | |
معامل يونغ E. | معامل القص G | ||
الحديد الزهر الأبيض ، الحديد الزهر الرمادي القابل للطرق | (1.15 ... 1.60) 105 1.55105 | 4.5 104 - | 0,23...0,27 - |
سبائك الصلب الكربوني | (2.0 ... 2.1) 105 (2.1 ... 2.2) 105 | (8.0 ... 8.1) 104 (8.0 ... 8.1) 104 | 0,24...0,28 0,25...0,30 |
نحاس ملفوف نحاس مسحوب على البارد نحاس مصبوب | 1.1 105 1.3 105 0.84105 | 4.0 104 4.9 104 - | 0,31...0,34 - - |
توالت البرونز الفوسفور البرونز المنغنيز المدرفل البرونز المنغنيز البرونز المصبوب | 1.15105 1.1 105 1.05105 | 4.2 104 4.0 104 4.2 104 | 0,32...0,35 0,35 - |
نحاس مسحوب على البارد نحاس أصفر مدلفن على متن السفن | (0.91 ... 0.99) 105 1.0 105 | (3.5 ... 3.7) 104 - | 0,32...0,42 0,36 |
أسلاك الألمنيوم المدرفلة من الألمنيوم المسحوب | 0.69105 0.7 105 0.71105 | (2.6 ... 2.7) 104 - 2.7104 | 0,32...0,36 - - |
ملفوف الزنك | 0.84105 | 3.2 104 | 0,27 |
قيادة | 0.17 105 | 0.7104 | 0,42 |
جليد | 0.1 105 | (0.28 ... 0.3) 104 | - |
زجاج | 0.56105 | 0.22104 | 0,25 |
جرانيت | 0.49105 | - | - |
حجر الكلس | 0.42105 | - | - |
رخام | 0.56105 | - | - |
الحجر الرملي | 0.18 105 | - | - |
الجرانيت حجارة الحجر الجيري | (0.09 ... 0.1) 105 0.06 105 (0.027 ... 0.030) 105 | - - - | - - - |
الخرسانة عند مقاومة الشد ، MPa: 10 15 20 | (0.146 ... 0.196) 105 (0.164 ... 0.214) 105 (0.182 ... 0.232) 105 | - - - | 0,16...0,18 0,16...0,18 0,16...0,18 |
خشب بطول الحبة خشب عبر الحبة | مصنع الخرسانة المتحرك على شاسيه
اقرأ: |
---|
جمع:
جديد
- التصنيع اليدوي ثنائي الفينيل متعدد الكلور
- Kacher Brovina - ما هو وما هو تطبيقه العملي؟
- Quasar ARM - تجميع تحديث البرنامج الثابت في العلبة وتثبيت اللوحة
- تصميم الشاحن من مفك البراغي
- إصلاح ATX Zalman ZM460b-APS
- عداد الوقت للمطبخ على متحكم افعل ذلك بنفسك
- أسباب فشل الأطفال في المدرسة أسباب فشل الأطفال في المدرسة
- مسلية هندسة الراديو
- ما هو الفرق بين المكثفات AC و DC
- جمع جهاز لإعداد أطباق الأقمار الصناعية بيديك