Bagian situs web
Pilihan Editor:
- Gagasan untuk mendekorasi kamar dengan kupu-kupu kertas
- Fitur, jenis, metode penerapan plester Venesia dekoratif
- Fitur, jenis, metode penerapan plester Venesia dekoratif
- Waterproofing karet cair untuk lantai kayu
- Cara memperbaiki kamar mandi di Khrushchev
- Linoleum mana yang lebih baik untuk rumah: atas dasar apa linoleum lebih baik Linoleum mana yang harus diletakkan di rumah
- Ubin kamar mandi modis
- Melindungi dinding kayu dari panasnya tungku
- Isolasi untuk dinding eksterior rumah: mana yang harus dipilih Isolasi untuk dinding luar
- Cara merekat wallpaper cair dengan tangan Anda sendiri
Iklan
| Modulus elastisitas aluminium kg cm2. Modulus elastisitas berbagai bahan, termasuk baja |
|
Tugas utama utama dari desain teknik adalah pemilihan bagian yang optimal dari profil dan bahan konstruksi. Penting untuk menemukan ukuran yang tepat yang akan memastikan kelestarian bentuk sistem pada massa seminimal mungkin di bawah pengaruh beban. Sebagai contoh, baja mana yang harus digunakan sebagai bentang balok suatu struktur? Materi dapat digunakan secara tidak rasional, pemasangan akan menjadi lebih rumit dan konstruksi akan menjadi lebih berat, biaya keuangan akan meningkat. Konsep seperti modulus elastisitas baja akan menjawab pertanyaan ini. Ini akan memungkinkan pada tahap awal untuk menghindari munculnya masalah ini. Konsep umum
Modulus Young dalam teori elastisitas dilambangkan dengan huruf E. Ini adalah komponen hukum Hooke (tentang deformasi benda elastis). Nilai ini menghubungkan tegangan yang timbul dalam sampel dan deformasinya.
Secara empiris, indikator ini ditentukan di laboratorium ilmiah. Inti dari metode ini adalah pecahnya sampel bahan berbentuk halter pada peralatan khusus. Setelah mempelajari perpanjangan dan ketegangan di mana sampel runtuh, data variabel dibagi satu sama lain. Nilai yang diperoleh adalah modulus elastisitas (Young). Dengan demikian, hanya modulus Young bahan elastis ditentukan: tembaga, baja, dll. Dan bahan rapuh dikompres sampai saat retakan muncul: beton, besi cor dan sejenisnya.
Peralatan mekanisHanya ketika bekerja dalam ketegangan atau kompresi, modulus elastis (Young) membantu untuk menebak perilaku suatu material. Tetapi ketika menekuk, mencukur, menghancurkan dan beban lainnya, Anda harus memasukkan parameter tambahan: 
Selain yang disebutkan di atas, perlu disebutkan bahwa beberapa bahan memiliki sifat mekanik yang berbeda tergantung pada arah pemuatan. Bahan semacam itu disebut anisotropik. Contohnya adalah kain, beberapa jenis batu, laminasi, kayu, dan banyak lagi. Untuk bahan isotropik, sifat mekanik dan deformasi elastis adalah sama di segala arah. Bahan-bahan tersebut termasuk logam: aluminium, tembaga, besi cor, baja, dll., Serta karet, beton, batu alam, plastik non-laminasi. Perlu dicatat bahwa nilai ini adalah variabel. Bahkan untuk satu bahan, itu dapat memiliki arti yang berbeda tergantung pada titik mana gaya itu diterapkan. Beberapa bahan plastik-elastis memiliki nilai modulus elastis yang hampir konstan ketika bekerja baik dalam tekanan maupun dalam kompresi: baja, aluminium, tembaga. Dan ada situasi ketika nilai ini diukur oleh bentuk profil. Beberapa nilai (nilainya disajikan dalam jutaan kgf / cm2):
Perbedaan dalam indikator moduli elastis untuk baja tergantung pada nilainya:  Nilai ini juga bervariasi tergantung pada jenis persewaan:
Seperti dapat dilihat, penyimpangan dalam nilai-nilai moduli elastis baja tidak signifikan. Karena alasan inilah sebagian besar insinyur, dalam perhitungannya, mengabaikan kesalahan dan mengambil nilai 2,00.
Catatan: 1. Untuk menentukan modulus elastisitas dalam kgf / cm 2, nilai tabel dikalikan dengan 10 (lebih tepatnya, 10.1937) 2. Nilai-nilai moduli elastis E untuk logam, kayu, pasangan bata harus ditentukan sesuai dengan Norma dan Peraturan Konstruksi yang relevan. Data pengaturan untuk perhitungan struktur beton bertulang:Meja 2. Modulus awal elastisitas beton (menurut SP 52-101-2003)Tabel 2.1. Modulus awal elastisitas beton menurut SNiP 2.03.01-84 * (1996)
Catatan: 1. Di atas garis adalah nilai dalam MPa, di bawah garis - dalam kgf / cm 2. 2. Untuk beton ringan, seluler dan berpori dengan nilai tengah kepadatan beton, moduli elastis awal diambil dengan interpolasi linier. 3. Untuk beton aerasi yang tidak diautoklaf, nilainya E b terima seperti untuk beton yang diautoklaf dengan perkalian dengan faktor 0,8. 4. Untuk nilai-nilai konkret stres E b terima untuk beton berat dengan perkalian dengan koefisien a \u003d 0,56 + 0,006V. 5. Nilai beton yang diberikan dalam tanda kurung tidak persis sesuai dengan kelas beton yang ditunjukkan. Tabel 3. Nilai standar ketahanan beton (menurut SP 52-101-2003)Tabel 4. Perkiraan nilai resistensi beton (menurut SP 52-101-2003)Tabel 4.1. Nilai-nilai yang dihitung dari tahanan beton terhadap kompresi menurut SNiP 2.03.01-84 * (1996)
Tabel 5. Nilai perkiraan kuat tarik beton (menurut SP 52-101-2003)Tabel 6. Resistansi standar untuk katup (menurut SP 52-101-2003)
Tabel 6.1. Resistansi standar untuk katup kelas A menurut SNiP 2.03.01-84 * (1996)
Tabel 6.2. Resistansi standar untuk katup kelas B dan K menurut SNiP 2.03.01-84 * (1996)
Tabel 7. Resistensi desain untuk katup (menurut SP 52-101-2003)
Tabel 7.1. Resistensi desain untuk katup kelas A menurut SNiP 2.03.01-84 * (1996)
Tabel 7.2. Resistensi desain untuk katup kelas B dan K menurut SNiP 2.03.01-84 * (1996)
Data pengaturan untuk perhitungan struktur logam:Tabel 8. Resistansi standar dan terhitung terhadap tarik, kompresi dan tekukan (menurut SNiP II-23-81 (1990))lembaran, broadband universal dan baja struktural menurut GOST 27772-88 untuk struktur baja bangunan dan struktur
Catatan: 1. Ketebalan baja berbentuk harus diambil sebagai ketebalan rak (ketebalan minimumnya 4 mm). 2. Nilai normatif dari kekuatan luluh dan resistensi sementara menurut GOST 27772-88 diambil sebagai resistensi normatif. 3. Nilai resistansi desain diperoleh dengan membagi resistansi normatif dengan faktor keamanan material, dengan pembulatan ke 5 MPa (50 kgf / cm 2). Tabel 9. Nilai baja diganti oleh baja sesuai dengan GOST 27772-88 (menurut SNiP II-23-81 (1990))
Catatan: 1. Baja С345 dan С375 dari kategori 1, 2, 3, 4 menurut GOST 27772-88 ganti baja dari kategori 6, 7 dan 9, 12, 13 dan 15, masing-masing, menurut GOST 19281-73 * dan GOST 19282-73 *. Resistansi desain untuk baja yang digunakan untuk produksi lembaran profil diberikan secara terpisah. Daftar literatur yang digunakan: 1. SNiP 2.03.01-84 "Struktur beton beton dan bertulang" 2. SP 52-101-2003 3. SNiP II-23-81 (1990) "Struktur baja" 4. Alexandrov A.V. Kekuatan materi. Moskow: Sekolah Menengah. - 2003. 5. Fesik S.P. Buku pegangan resistensi terhadap bahan. Kiev: Jam Alarm. - 1982. Tugas utama utama dari desain teknik adalah pemilihan bagian yang optimal dari profil dan bahan konstruksi. Penting untuk menemukan ukuran yang tepat yang akan memastikan kelestarian bentuk sistem pada massa seminimal mungkin di bawah pengaruh beban. Sebagai contoh, baja mana yang harus digunakan sebagai bentang balok suatu struktur? Materi dapat digunakan secara tidak rasional, pemasangan akan menjadi lebih rumit dan konstruksi akan menjadi lebih berat, biaya keuangan akan meningkat. Konsep seperti modulus elastisitas baja akan menjawab pertanyaan ini. Ini akan memungkinkan pada tahap awal untuk menghindari munculnya masalah ini. Konsep umum
Modulus Young dalam teori elastisitas dilambangkan dengan huruf E. Ini adalah komponen hukum Hooke (tentang deformasi benda elastis). Nilai ini menghubungkan tegangan yang timbul dalam sampel dan deformasinya.
Secara empiris, indikator ini ditentukan di laboratorium ilmiah. Inti dari metode ini adalah pecahnya sampel bahan berbentuk halter pada peralatan khusus. Setelah mempelajari perpanjangan dan ketegangan di mana sampel runtuh, data variabel dibagi satu sama lain. Nilai yang diperoleh adalah modulus elastisitas (Young). Dengan demikian, hanya modulus Young bahan elastis ditentukan: tembaga, baja, dll. Dan bahan rapuh dikompres sampai saat retakan muncul: beton, besi cor dan sejenisnya.
Peralatan mekanisHanya ketika bekerja dalam ketegangan atau kompresi, modulus elastis (Young) membantu untuk menebak perilaku suatu material. Tetapi ketika menekuk, mencukur, menghancurkan dan beban lainnya, Anda harus memasukkan parameter tambahan: 
Selain yang disebutkan di atas, perlu disebutkan bahwa beberapa bahan memiliki sifat mekanik yang berbeda tergantung pada arah pemuatan. Bahan semacam itu disebut anisotropik. Contohnya adalah kain, beberapa jenis batu, laminasi, kayu, dan banyak lagi. Untuk bahan isotropik, sifat mekanik dan deformasi elastis adalah sama di segala arah. Bahan-bahan tersebut termasuk logam: aluminium, tembaga, besi cor, baja, dll., Serta karet, beton, batu alam, plastik non-laminasi. Modulus elastisPerlu dicatat bahwa nilai ini adalah variabel. Bahkan untuk satu bahan, itu dapat memiliki arti yang berbeda tergantung pada titik mana gaya itu diterapkan. Beberapa bahan plastik-elastis memiliki nilai modulus elastis yang hampir konstan ketika bekerja baik dalam tekanan maupun dalam kompresi: baja, aluminium, tembaga. Dan ada situasi ketika nilai ini diukur oleh bentuk profil. Beberapa nilai (nilainya disajikan dalam jutaan kgf / cm2):
Perbedaan dalam indikator moduli elastis untuk baja tergantung pada nilainya: Nilai ini juga bervariasi tergantung pada jenis persewaan:
Seperti dapat dilihat, penyimpangan dalam nilai-nilai moduli elastis baja tidak signifikan. Karena alasan inilah sebagian besar insinyur, dalam perhitungannya, mengabaikan kesalahan dan mengambil nilai 2,00.
Karakteristik fisik bahan untuk struktur baja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Modulus elastis (modulus Young) adalah indikator sifat mekanik suatu material, yang mencirikan ketahanannya terhadap deformasi tarik. Dengan kata lain, ini adalah nilai daktilitas material. Semakin tinggi nilai modulus elastis, semakin sedikit batang yang akan meregang di bawah beban yang sama lainnya (luas penampang, ukuran beban, dan lain-lain).
Nilai ini diukur sesuai dengan sistem satuan internasional standar dalam MPa (Megapascals). Namun dalam praktiknya, para insinyur lebih cenderung menggunakan dimensi kgf / cm2.
Modulus elastis (modulus Young) adalah indikator sifat mekanik suatu material, yang mencirikan ketahanannya terhadap deformasi tarik. Dengan kata lain, ini adalah nilai daktilitas material. Semakin tinggi nilai modulus elastis, semakin sedikit batang yang akan meregang di bawah beban yang sama lainnya (luas penampang, ukuran beban, dan lain-lain).
Nilai ini diukur sesuai dengan sistem satuan internasional standar dalam MPa (Megapascals). Namun dalam praktiknya, para insinyur lebih cenderung menggunakan dimensi kgf / cm2.| Bahan |
Modulus elastis E, MPa |
Besi cor putih kelabu | (1.15 ... 1.60) · 10 5 |
| Besi cor lunak | 1.5510 5 |
| Baja karbon | (2.0 ... 2.1) 10 5 |
| Baja paduan | (2.1 ... 2.2) 10 5 |
| Tembaga digulung | 1.110 5 |
| Tembaga ditarik dingin | 1.3 · 10 3 |
| Cast tembaga | 0.84 · 10 5 |
| Perunggu fosfor digulung | 1.15 · 10 5 |
| Mangan menggulung perunggu | 1.110 5 |
| Cast aluminium perunggu | 1.0510 5 |
| Kuningan yang ditarik dingin | (0.91 ... 0.99) 10 5 |
| Kapal kuningan terguling | 1,0 · 10 5 |
| Aluminium yang digulung | 0.69 · 10 5 |
| Kawat aluminium ditarik | 0,710 5 |
| Duralumin berguling | 0.71 · 10 5 |
| Seng digulung | 0.84 · 10 5 |
| Memimpin | 0.17 · 10 5 |
| Es | 0,110 5 |
| Kaca | 0,56 · 10 5 |
| Granit | 0.49 · 10 5 |
| jeruk nipis | 0.42 · 10 5 |
| Marmer | 0,56 · 10 5 |
| Batu pasir | 0.18 · 10 5 |
| Pasangan batu granit | (0,09 ... 0,1) · 10 5 |
| Pasangan bata | (0,027 ... 0,030) · 10 5 |
| Beton (lihat tabel 2) | |
| Kayu di sepanjang serat | (0,1 ... 0,12) · 10 5 |
| Kayu melintasi serat | (0,005 ... 0,01) · 10 5 |
| Karet | 0,0000810 5 |
| Textolite | (0,06 ... 0,1) · 10 5 |
| Getinax | (0,1 ... 0,17) · 10 5 |
| Bakelite | (2 ... 3) · 10 3 |
| Seluloida | (14.3 ... 27.5) 10 2 |
Data pengaturan untuk perhitungan struktur beton bertulang
Meja 2. Moduli elastisitas beton (menurut SP 52-101-2003)
Tabel 2.1 Moduli elastisitas beton menurut SNiP 2.03.01-84 * (1996)
Catatan:
1. Di atas garis adalah nilai dalam MPa, di bawah garis - dalam kgf / cm & sup2.
2. Untuk beton ringan, seluler dan berpori dengan nilai tengah kepadatan beton, moduli elastis awal diambil dengan interpolasi linier.
3. Untuk beton seluler yang tidak diautoklaf, nilai Eb diambil untuk beton yang diautoklaf dengan perkalian dengan faktor 0,8.
4. Untuk beton bertulang, nilai Eb diambil untuk beton berat dengan perkalian faktor
sebuah \u003d 0,56 + 0,006V.
Tabel 3. Nilai standar ketahanan beton (menurut SP 52-101-2003)
Tabel 4. Nilai estimasi ketahanan beton terhadap kompresi (menurut SP 52-101-2003)
Tabel 4.1 Nilai-nilai yang dihitung dari tahanan beton terhadap kompresi menurut SNiP 2.03.01-84 * (1996)
Tabel 5. Nilai perkiraan kuat tarik beton (menurut SP 52-101-2003)
Tabel 6. Resistansi standar untuk katup (menurut SP 52-101-2003)
Tabel 6.1 Resistansi standar untuk katup kelas A menurut SNiP 2.03.01-84 * (1996)
Tabel 6.2 Resistansi standar untuk katup kelas B dan K menurut SNiP 2.03.01-84 * (1996)
Tabel 7. Resistensi desain untuk katup (menurut SP 52-101-2003)
Tabel 7.1 Resistensi desain untuk katup kelas A menurut SNiP 2.03.01-84 * (1996)
Tabel 7.2 Resistensi desain untuk katup kelas B dan K menurut SNiP 2.03.01-84 * (1996)
Data pengaturan untuk perhitungan struktur logam
Tabel 8. Tahanan tarik, tekan dan lentur standar dan terhitung (menurut SNiP II-23-81 (1990)) untuk lembaran, broadband universal, dan baja struktural menurut GOST 27772-88 untuk struktur baja bangunan dan struktur
Catatan:
1. Ketebalan baja berbentuk harus diambil sebagai ketebalan rak (ketebalan minimumnya 4 mm).
2. Nilai normatif dari kekuatan luluh dan resistensi sementara menurut GOST 27772-88 diambil sebagai resistensi normatif.
3. Nilai resistansi desain diperoleh dengan membagi resistansi normatif dengan koefisien reliabilitas untuk material, dengan pembulatan ke 5 MPa (50 kgf / cm2).
Tabel 9. Nilai baja digantikan oleh baja menurut GOST 27772-88 (menurut SNiP II-23-81 (1990))
Catatan:
1. Baja С345 dan С375 dari kategori 1, 2, 3, 4 menurut GOST 27772-88 ganti baja dari kategori 6, 7 dan 9, 12, 13 dan 15, masing-masing, menurut GOST 19281-73 * dan GOST 19282-73 *.
2. Baja S345K, S390, S390K, S440, S590, S590K sesuai dengan GOST 27772-88 menggantikan nilai baja kategori 1-15 sesuai dengan GOST 19281-73 * dan GOST 19282-73 * yang ditentukan dalam tabel ini.
3. Penggantian baja sesuai dengan GOST 27772-88 dengan baja disediakan sesuai dengan negara lain semua standar Union dan kondisi teknis tidak disediakan.
Hambatan desain untuk baja yang digunakan untuk produksi lembaran profil tidak ditampilkan di sini.
Modulus muda dan modulus geser, nilai rasio Poisson (tabel). Tabel modulus elastisitas bahan tabel
Modulus elastis untuk baja dan juga material lainnya
Sebelum menggunakan bahan apa pun dalam pekerjaan konstruksi, Anda harus membiasakan diri dengan karakteristik fisiknya untuk mengetahui bagaimana cara menanganinya, dampak mekanis apa yang dapat diterima, dan sebagainya. Salah satu karakteristik penting yang sering diperhatikan adalah modulus elastis.
Di bawah ini kami mempertimbangkan konsep itu sendiri, serta nilai ini dalam kaitannya dengan salah satu bahan paling populer dalam pekerjaan konstruksi dan perbaikan - baja. Indikator-indikator ini juga akan dipertimbangkan untuk bahan lain, sebagai contoh.
Modulus elastis - apa itu?
Modulus elastisitas suatu material adalah seperangkat jumlah fisik yang mencirikan kemampuan suatu padatan untuk berubah bentuk secara elastis di bawah penerapan gaya padanya. Hal ini diungkapkan oleh huruf E. Jadi itu akan disebutkan di semua tabel yang akan melangkah lebih jauh dalam artikel.
Tidak mungkin untuk mengatakan bahwa hanya ada satu cara untuk mengidentifikasi nilai elastisitas. Berbagai pendekatan untuk mempelajari kuantitas ini telah mengarah pada fakta bahwa ada beberapa pendekatan yang berbeda sekaligus. Berikut adalah tiga cara utama untuk menghitung kinerja karakteristik ini untuk bahan yang berbeda:
- Young's modulus (E) menggambarkan ketahanan suatu material terhadap tegangan atau kompresi apa pun di bawah deformasi elastis. Varian Young ditentukan oleh rasio tegangan terhadap regangan kompresi. Biasanya itu hanya disebut modulus elastis.
- Modulus geser (G), juga disebut modulus kekakuan. Metode ini mengungkapkan kemampuan material untuk menahan segala perubahan bentuk, tetapi dalam kondisi mempertahankan normanya. Modulus geser dinyatakan sebagai rasio tegangan geser terhadap regangan geser, yang didefinisikan sebagai perubahan sudut kanan antara bidang yang ada yang terpapar tegangan geser. Modulus geser, omong-omong, adalah salah satu komponen dari fenomena seperti viskositas.
- Modulus curah (K), yang juga disebut modulus curah. Opsi ini menunjukkan kemampuan suatu benda dari bahan apa pun untuk mengubah volumenya seandainya terjadi tekanan normal komprehensif yang bekerja padanya, yang sama di semua arahnya. Pilihan ini dinyatakan oleh rasio tegangan volumetrik dengan nilai kompresi volumetrik relatif.
- Ada juga indikator elastisitas lain, yang diukur dalam jumlah lain dan dinyatakan dalam hubungan lain. Pilihan lain yang sangat terkenal dan populer untuk indikator elastisitas adalah parameter Lame atau rasio Poisson.
Tabel indikator elastisitas bahan
Sebelum melanjutkan langsung ke karakteristik baja ini, mari kita pertimbangkan, sebagai contoh dan informasi tambahan, tabel yang berisi data tentang nilai ini sehubungan dengan material lain. Data diukur dalam MPa.
Modulus elastisitas berbagai bahan
Seperti yang dapat Anda lihat dari tabel di atas, nilai ini berbeda untuk bahan yang berbeda, apalagi, indikatornya berbeda, jika satu atau versi lain dari perhitungan indikator ini diperhitungkan. Setiap orang bebas untuk memilih dengan tepat opsi mempelajari indikator yang lebih cocok untuknya. Mungkin lebih baik untuk mempertimbangkan modulus Young, karena ia lebih sering digunakan secara tepat untuk mengkarakterisasi bahan tertentu dalam hal ini.
Setelah kami secara singkat berkenalan dengan data karakteristik material lain ini, kami melanjutkan langsung ke karakteristik baja secara terpisah.
Untuk mulai dengan, kita beralih ke angka kering dan memperoleh berbagai indikator karakteristik ini untuk berbagai jenis baja dan struktur baja:
- Modulus elastisitas (E) untuk casting, fitting hot-rolled terbuat dari baja yang disebut Art. 3 dan Art. 5 sama dengan 2,1 * 106 kg / cm ^ 2.
- Untuk baja seperti 25Г2С dan 30ХГ2С, nilai ini adalah 2 * 106 kg / cm ^ 2.
- Untuk kawat profil periodik dan kawat bundar yang ditarik dingin, ada nilai elastisitas sebesar 1,8 * 106 kg / cm ^ 2. Untuk tulangan dingin, angkanya serupa.
- Untuk untaian dan bundel kawat berkekuatan tinggi, nilainya 2 · 10 6 kg / cm ^ 2
- Untuk tali dan tali spiral baja dengan inti logam, nilainya 1,5 · 10 4 kg / cm ^ 2, sedangkan untuk kabel dengan inti organik, nilai ini tidak melebihi 1,3 · 10 6 kg / cm ^ 2.
- Modulus geser (G) untuk baja canai adalah 8,4 · 10 6 kg / cm ^ 2.
- Dan akhirnya, rasio Poisson untuk baja adalah 0,3
Ini adalah data umum untuk jenis baja dan produk baja. Setiap nilai dihitung sesuai dengan semua aturan fisik dan memperhitungkan semua hubungan yang tersedia yang digunakan untuk memperoleh nilai dari karakteristik ini.
Di bawah ini, semua informasi umum tentang karakteristik baja ini akan diberikan. Nilai akan diberikan baik oleh modulus Young dan oleh modulus geser, baik di beberapa unit pengukuran (MPa) dan yang lain (kg / cm2, Newton * m2).
Baja dan beberapa merek berbeda
Nilai-nilai indikator elastisitas baja bervariasi, karena ada beberapa modul sekaligus, yang dihitung dan dihitung secara berbeda. Anda dapat memperhatikan fakta bahwa, pada prinsipnya, indikatornya tidak banyak berbeda, yang memberikan kesaksian mendukung berbagai studi tentang elastisitas berbagai bahan. Tetapi Anda tidak harus masuk jauh ke semua perhitungan, formula dan nilai, karena cukup untuk memilih nilai elastisitas tertentu untuk fokus pada hal itu di masa depan.
Ngomong-ngomong, jika Anda tidak mengungkapkan semua nilai dengan rasio numerik, tetapi segera mengambilnya dan menghitung sepenuhnya, maka karakteristik baja ini akan sama dengan: E \u003d 200.000 MPa atau E \u003d 2.039.000 kg / cm ^ 2.
Informasi ini akan membantu untuk memahami konsep modulus elastis, serta berkenalan dengan nilai-nilai utama dari karakteristik ini untuk baja, produk baja, serta untuk beberapa bahan lainnya.
Harus diingat bahwa modulus elastisitas berbeda untuk berbagai paduan baja dan untuk berbagai struktur baja yang mengandung senyawa lain. Tetapi bahkan dalam kondisi seperti itu, orang dapat memperhatikan fakta bahwa indikator hanya sedikit berbeda. Nilai modulus elastisitas baja secara praktis tergantung pada struktur. serta kandungan karbon. Metode pemrosesan baja panas atau dingin juga tidak dapat sangat mempengaruhi indikator ini.
stanok.guru
| Meja. Nilai-nilai moduli elastisitas longitudinal E, geser moduli G dan rasio Poisson μ (pada suhu 20 ° C).
|
|||
tehtab.ru
Modulus muda dan modulus geser, nilai rasio Poisson (Tabel)
Sifat elastis tubuh
Berikut ini adalah tabel referensi untuk konstanta umum; jika dua di antaranya diketahui, maka ini cukup memadai untuk menentukan sifat elastis padatan isotropik homogen.
Modulus muda atau modulus elastisitas longitudinal dalam dyne / cm2.
Modulus geser atau modulus torsi G dalam dyne / cm2.
Modulus kompresi atau bulk modulus K dalam dyne / cm2.
Volume kompresibilitas k \u003d 1 / K /.
Rasio Poisson µ sama dengan rasio kompresi relatif transversal terhadap tegangan relatif longitudinal.
Untuk material padat isotropik homogen, hubungan berikut antara konstanta ini terjadi:
G \u003d E / 2 (1 + μ) - (α)
μ \u003d (E / 2G) - 1 - (b)
K \u003d E / 3 (1 - 2μ) - (c)
Rasio Poisson memiliki tanda positif, dan nilainya biasanya berkisar antara 0,25 hingga 0,5, tetapi dalam beberapa kasus rasio tersebut dapat melampaui batas yang ditentukan. Tingkat kebetulan dari nilai-nilai μ yang diamati dan dihitung dengan rumus (b) adalah indikator isotropi material.
Tabel nilai-nilai Modulus Elastisitas Muda, Modulus geser, dan Rasio Poisson
Nilai dalam huruf miring dihitung dari hubungan (a), (b), (c) diberikan.
| Bahan pada 18 ° C | Young's modulus E, 1011 dyne / cm2. | Rasio Poisson μ | ||
| Aluminium | ||||
| Baja (1% C) 1) | ||||
| Constantan 2) | ||||
| Manganin | ||||
| 1) Untuk baja, mengandung sekitar 1% C, konstanta elastis, seperti diketahui, berubah selama perlakuan panas. 2) 60% Cu, 40% Ni. |
||||
Hasil percobaan yang diberikan di bawah ini berkaitan dengan bahan laboratorium biasa, terutama kabel.
| Zat | Young's modulus E, 1011 dyne / cm2. | Geser modulus G, 1011 dyne / cm2. | Rasio Poisson μ | Modulus curah K, 1011 dyne / cm2. |
| Perunggu (66% Cu) | ||||
| Neysilber1) | ||||
| Kaca yen kroner | ||||
| Kaca yen batu | ||||
| Besi las | ||||
| Fosfor perunggu 2) | ||||
| Platinoid3) | ||||
| Benang kuarsa (mengambang) | ||||
| Karet vulkanisasinya lembut | ||||
| 1) 60% Cu, 15% Ni, 25% Zn 2) 92,5% Cu, 7% Sn, 0,5% P 3) Nikel perak dengan tungsten kecil. |
||||
| Zat | Young's modulus E, 1011 dyne / cm2. | Zat | Young's modulus E, 1011 dyne / cm2. |
| Seng (murni) | |||
| Pohon Merah | |||
| Zirkonium | |||
| Paduan 90% Pt, 10% Ir | |||
| Duralumin | |||
| Benang sutera1 | Kayu jati | ||
| Plastik | |||
| Termoplastik | |||
| Thermosetting | |||
| Tungsten | |||
| 1) Cepat berkurang dengan meningkatnya beban 2) Mendeteksi kelelahan elastis yang nyata |
|||
| Koefisien suhu (at 150С) Et \u003d E11 (1-ɑ (t-15)), Gt \u003d G11 (1-ɑ (t-15)) | Kompresibilitas k, bar-1 (pada 7-110С) |
|||
| Aluminium | Aluminium | |||
| Batu kaca | ||||
| Gelas Jerman | ||||
| Nikel perak | ||||
| Perunggu fosfor | ||||
| Benang kuarsa | ||||
infotables.ru
Modulus elastis (modulus Young) | Dunia pengelasan
Modulus elastis
Modulus elastis (modulus Young) E - mencirikan resistansi tarik / kompresi material selama deformasi elastis, atau properti objek yang mengalami deformasi di sepanjang sumbu bila terkena gaya di sepanjang sumbu ini; didefinisikan sebagai rasio stres terhadap pemanjangan. Seringkali, modulus Young secara sederhana disebut modulus elastisitas.
1 kgf / mm2 \u003d 10-6 kgf / m2 \u003d 9,8 · 106 N / m2 \u003d 9,8 · 107 dyn / cm2 \u003d 9,81 · 106 Pa \u003d 9,81 MPa
| Logam | |||
| Aluminium | 6300-7500 | 6180-7360 | 61800-73600 |
| Aluminium anil | 6980 | 6850 | 68500 |
| Berilium | 30050 | 29500 | 295000 |
| Perunggu | 10600 | 10400 | 104000 |
| Cast aluminium perunggu | 10500 | 10300 | 103000 |
| Perunggu dilapisi fosfor | 11520 | 11300 | 113000 |
| Vanadium | 13500 | 13250 | 132500 |
| Vanadium Annealed | 15080 | 14800 | 148000 |
| Bismut | 3200 | 3140 | 31400 |
| Pemain Bismut | 3250 | 3190 | 31900 |
| Tungsten | 38100 | 37400 | 374000 |
| Tungsten Anil | 38800-40800 | 34200-40000 | 342000-400000 |
| Hafnium | 14150 | 13900 | 139000 |
| Duralumin | 7000 | 6870 | 68700 |
| Duralumin berguling | 7140 | 7000 | 70000 |
| Besi tempa | 20000-22000 | 19620-21580 | 196200-215800 |
| Besi cor | 10200-13250 | 10000-13000 | 100000-130000 |
| Emas | 7000-8500 | 6870-8340 | 68700-83400 |
| Emas dianil | 8200 | 8060 | 80600 |
| Invar | 14000 | 13730 | 137300 |
| Indium | 5300 | 5200 | 52000 |
| Iridium | 5300 | 5200 | 52000 |
| Kadmium | 5300 | 5200 | 52000 |
| Pemain Kadmium | 5090 | 4990 | 49900 |
| Cobalt dianil | 19980-21000 | 19600-20600 | 196000-206000 |
| Constantan | 16600 | 16300 | 163000 |
| Kuningan | 8000-10000 | 7850-9810 | 78500-98100 |
| Kapal menggulung kuningan | 10000 | 9800 | 98000 |
| Kuningan yang ditarik dingin | 9100-9890 | 8900-9700 | 89000-97000 |
| Magnesium | 4360 | 4280 | 42800 |
| Manganin | 12600 | 12360 | 123600 |
| Tembaga | 13120 | 12870 | 128700 |
| Tembaga rusak | 11420 | 11200 | 112000 |
| Cast tembaga | 8360 | 8200 | 82000 |
| Tembaga dilaminasi | 11000 | 10800 | 108000 |
| Tembaga ditarik dingin | 12950 | 12700 | 127000 |
| Molibdenum | 29150 | 28600 | 286000 |
| Nikel perak | 11000 | 10790 | 107900 |
| Nikel | 20000-22000 | 19620-21580 | 196200-215800 |
| Nikel anil | 20600 | 20200 | 202000 |
| Niobium | 9080 | 8910 | 89100 |
| Timah | 4000-5400 | 3920-5300 | 39200-53000 |
| Pemain timah | 4140-5980 | 4060-5860 | 40600-58600 |
| Osmium | 56570 | 55500 | 555000 |
| Paladium | 10000-14000 | 9810-13730 | 98100-137300 |
| Cast Palladium | 11520 | 11300 | 113000 |
| Platinum | 17230 | 16900 | 169000 |
| Platinum Anil | 14980 | 14700 | 147000 |
| Rhodium Anil | 28030 | 27500 | 275000 |
| Ruthenium Annealed | 43000 | 42200 | 422000 |
| Memimpin | 1600 | 1570 | 15700 |
| Cast memimpin | 1650 | 1620 | 16200 |
| Perak | 8430 | 8270 | 82700 |
| Perak anil | 8200 | 8050 | 80500 |
| Baja perkakas | 21000-22000 | 20600-21580 | 206000-215800 |
| Baja paduan | 21000 | 20600 | 206000 |
| Baja khusus | 22000-24000 | 21580-23540 | 215800-235400 |
| Baja karbon | 19880-20900 | 19500-20500 | 195000-205000 |
| Pengecoran baja | 17330 | 17000 | 170000 |
| Tantalum | 19000 | 18640 | 186400 |
| Tantalum Annealed | 18960 | 18600 | 186000 |
| Titanium | 11000 | 10800 | 108000 |
| Chromium | 25000 | 24500 | 245000 |
| Seng | 8000-10000 | 7850-9810 | 78500-98100 |
| Seng digulung | 8360 | 8200 | 82000 |
| Cast seng | 12950 | 12700 | 127000 |
| Zirkonium | 8950 | 8780 | 87800 |
| Besi cor | 7500-8500 | 7360-8340 | 73600-83400 |
| Besi cor putih kelabu | 11520-11830 | 11300-11600 | 113000-116000 |
| Besi cor lunak | 15290 | 15000 | 150000 |
| Plastik | |||
| Kaca akrilik | 535 | 525 | 5250 |
| Seluloida | 173-194 | 170-190 | 1700-1900 |
| Gelas organik | 300 | 295 | 2950 |
| Karet | |||
| Karet | 0,80 | 0,79 | 7,9 |
| Karet vulkanisasinya lembut | 0,15-0,51 | 0,15-0,50 | 1,5-5,0 |
| Kayu | |||
| Bambu | 2000 | 1960 | 19600 |
| pohon birch | 1500 | 1470 | 14700 |
| Beech | 1600 | 1630 | 16300 |
| ek | 1600 | 1630 | 16300 |
| Merapikan | 900 | 880 | 8800 |
| Pohon besi | 2400 | 2350 | 32500 |
| Pinus | 900 | 880 | 8800 |
| Mineral | |||
| Kuarsa | 6800 | 6670 | 66700 |
| Berbagai bahan | |||
| Beton | 1530-4100 | 1500-4000 | 15000-40000 |
| Granit | 3570-5100 | 3500-5000 | 35000-50000 |
| Batu kapur padat | 3570 | 3500 | 35000 |
| Benang kuarsa (menyatu) | 7440 | 7300 | 73000 |
| Senar | 300 | 295 | 2950 |
| Es (pada -2 ° C) | 300 | 295 | 2950 |
| Marmer | 3570-5100 | 3500-5000 | 35000-50000 |
| Kaca | 5000-7950 | 4900-7800 | 49000-78000 |
| Mahkota kaca | 7200 | 7060 | 70600 |
| Batu kaca | 5500 | 5400 | 70600 |
literatur
- Referensi fisik dan teknis yang singkat. T.1 / Di bawah umum. ed. K. Yakovleva. M.: FIZMATGIZ. 1960.-- 446 hal.
- Buku pegangan pengelasan logam non-ferrous / S.M. Gurevich. Kiev.: Naukova Dumka. 1981. 680 p.
- Buku Pegangan fisika dasar / N.N. Koshkin, M.G. Shirkevich. M., Sains. 1976. 256 hal.
- Tabel jumlah fisik. Buku Pegangan / Ed. I.K. Kikoina. M., Atomizdat. 1976, 1008 hlm.
weldworld.ru
SIFAT MEKANIK LOGAM | Encyclopaedia Round the World
Isi artikelSIFAT MEKANIK LOGAM. Ketika suatu gaya atau sistem gaya bekerja pada sampel logam, ia bereaksi terhadapnya dengan mengubah bentuknya (berubah bentuk). Berbagai karakteristik yang menentukan perilaku dan keadaan akhir sampel logam tergantung pada jenis dan intensitas gaya disebut sifat mekanik logam.
Intensitas gaya yang bekerja pada sampel disebut tegangan dan diukur sebagai gaya total yang mengacu pada area di mana ia bekerja. Deformasi dipahami sebagai perubahan relatif dalam ukuran sampel yang disebabkan oleh tekanan yang diberikan.
DEFORMASI ELASTIS DAN PLASTIK, KEHANCURAN
Jika tegangan yang diterapkan pada sampel logam tidak terlalu tinggi, maka deformasinya elastis - perlu menghilangkan stres, karena bentuknya dipulihkan. Beberapa struktur logam sengaja dirancang sedemikian rupa sehingga cacat secara elastis. Jadi, mata air biasanya membutuhkan deformasi elastis yang cukup besar. Dalam kasus lain, deformasi elastis diminimalkan. Jembatan, balok, mekanisme, perangkat sekuat mungkin. Deformasi elastis sampel logam sebanding dengan gaya atau jumlah gaya yang bekerja padanya. Ini dinyatakan oleh hukum Hooke, yang menyatakan bahwa tegangannya sama dengan regangan elastis yang dikalikan dengan koefisien proporsionalitas konstan yang disebut modulus elastis: s \u003d eY, di mana s adalah tegangan, e adalah deformasi elastis, dan Y adalah modulus elastis (modulus Young). Moduli elastis dari sejumlah logam disajikan dalam tabel. 1.
Dengan menggunakan data dalam tabel ini, dimungkinkan untuk menghitung, misalnya, gaya yang diperlukan untuk meregangkan batang baja dari penampang persegi dengan sisi 1 cm dengan 0,1% dari panjangnya:
F \u003d YґAґDL / L \u003d 200.000 MPa ґ 1 cm2ґ0.001 \u003d 20.000 N (\u003d 20 kN)
Ketika tekanan diterapkan pada sampel logam yang melebihi batas elastisnya, tegangan tersebut menyebabkan deformasi plastik (tidak dapat diubah), yang menyebabkan perubahan bentuk yang tidak dapat diubah. Stres yang lebih tinggi dapat menyebabkan kegagalan material.
Kriteria paling penting ketika memilih bahan logam, yang membutuhkan elastisitas tinggi, adalah kekuatan luluh. Baja pegas terbaik memiliki modulus elastisitas yang hampir sama dengan baja bangunan termurah, tetapi baja pegas mampu menahan tekanan yang jauh lebih besar dan, oleh karena itu, deformasi elastis yang jauh lebih besar tanpa deformasi plastik, karena mereka memiliki kekuatan luluh yang lebih tinggi.
Sifat plastik dari bahan logam (tidak seperti elastis) dapat diubah dengan fusi dan perlakuan panas. Dengan demikian, kekuatan luluh besi dengan metode tersebut dapat ditingkatkan 50 kali. Besi murni masuk ke kondisi hasil sudah pada tekanan urutan 40 MPa, sedangkan kekuatan hasil baja mengandung 0,5% karbon dan beberapa persen kromium dan nikel, setelah dipanaskan hingga 950 ° C dan pendinginan, dapat mencapai 2000 MPa.
Ketika bahan logam dimuat dengan titik leleh terlampaui, ia terus berubah bentuk secara plastis, tetapi selama proses deformasi itu menjadi lebih sulit, sehingga peningkatan regangan lebih lanjut membutuhkan peningkatan tekanan. Fenomena ini disebut regangan atau pengerasan mekanis (juga pengerasan). Ini dapat ditunjukkan dengan memutar atau berulang kali menekuk kawat logam. Pengerasan regangan produk logam sering dilakukan di pabrik. Lembaran kuningan, kawat tembaga, batang aluminium dapat digulung dingin atau ditarik dingin ke tingkat kekerasan yang diperlukan dari produk akhir.
Keseleo
Hubungan antara tegangan dan regangan untuk bahan sering diselidiki oleh pengujian tarik, dan dalam hal ini diagram tarik diperoleh - grafik sepanjang deformasi diplot sepanjang sumbu horizontal dan tegangan diplot sepanjang sumbu vertikal (Gbr. 1). Meskipun penampang tarik spesimen berkurang (dan panjangnya bertambah) dengan tegangan, tegangan biasanya dihitung dengan merujuk gaya ke daerah penampang asli, dan bukan ke yang dikurangi, yang akan memberikan tegangan yang sebenarnya. Untuk deformasi kecil, ini tidak masalah banyak, tetapi untuk yang besar itu dapat menyebabkan perbedaan yang nyata. Dalam gbr. Gambar 1 menunjukkan kurva tegangan - regangan untuk dua bahan dengan keuletan yang tidak sama. (Plastisitas adalah kemampuan suatu bahan memanjang tanpa putus, tetapi juga tanpa kembali ke bentuk semula setelah membongkar muatan.) Bagian linier awal dari kedua kurva berakhir pada titik hasil di mana aliran plastik dimulai. Untuk material yang kurang elastis, titik tertinggi diagram, kekuatan tariknya, berhubungan dengan fraktur. Untuk bahan yang lebih ulet, kekuatan tarik tercapai ketika laju penurunan penampang selama deformasi menjadi lebih besar dari laju pengerasan regangan. Pada tahap ini, selama tes, pembentukan "leher" dimulai (penurunan percepatan lokal pada penampang). Meskipun kemampuan sampel untuk menahan beban berkurang, bahan di leher terus mengeras. Tes berakhir dengan leher pecah.
Nilai tipikal dari kuantitas yang mencirikan kekuatan tarik sejumlah logam dan paduan disajikan dalam tabel. 2. Mudah untuk melihat bahwa nilai-nilai ini untuk bahan yang sama dapat sangat bervariasi tergantung pada perawatan.
| Meja 2 | ||||
| Logam dan Paduan | kondisi | Kekuatan luluh, MPa | Kekuatan Tarik, MPa | Pemanjangan,% |
| Baja ringan (0,2% C) | Canai panas | 300 | 450 | 35 |
| Baja ringan (0,4% C, 0,5% Mn) | Keras dan marah | 450 | 700 | 21 |
| Baja Kekuatan Tinggi (0,4% C, 1,0% Mn, 1,5% Si, 2,0% Cr, 0,5% Mo) | Keras dan marah | 1750 | 2300 | 11 |
| Besi cor kelabu | Setelah casting | – | 175–300 | 0,4 |
| Aluminium murni secara teknis | Anil | 35 | 90 | 45 |
| Aluminium murni secara teknis | Strain mengeras | 150 | 170 | 15 |
| Aluminium Alloy (4,5% Cu, 1,5% Mg, 0,6% Mn) | Dieras oleh penuaan | 360 | 500 | 13 |
| Sepenuhnya anil | 80 | 300 | 66 | |
| Lembaran kuningan (70% Cu, 30% Zn) | Strain mengeras | 500 | 530 | 8 |
| Kawat tungsten | Diambil dengan diameter 0,63 mm | 2200 | 2300 | 2,5 |
| Memimpin | Setelah casting | 0,006 | 12 | 30 |
Kompresi.
Sifat elastis dan plastik di bawah kompresi biasanya sangat mirip dengan yang diamati di bawah tekanan (Gbr. 2). Kurva korelasi antara tegangan kondisional dan deformasi kondisional di bawah kompresi melewati di atas kurva yang sesuai untuk tegangan hanya karena penampang kompresi sampel tidak berkurang, tetapi meningkat. Jika, pada sumbu grafik, tegangan sebenarnya dan deformasi benar ditunda, kurva praktis bertepatan, meskipun fraktur terjadi sebelumnya di bawah tekanan.
Kekerasan.
Kekerasan material adalah kemampuannya untuk menahan deformasi plastis. Karena uji tarik memerlukan peralatan yang mahal dan memakan waktu, mereka sering menggunakan uji kekerasan yang lebih sederhana. Ketika diuji menurut metode Brinell dan Rockwell, sebuah “indentor” (ujung berbentuk bola atau piramida) ditekan ke permukaan logam pada beban dan kecepatan pemuatan yang diberikan. Kemudian ukuran cetak diukur (sering dilakukan secara otomatis), dan indeks kekerasan (angka) ditentukan darinya. Semakin kecil hasil cetak, semakin besar kekerasannya. Kekerasan dan kekuatan luluh sampai batas tertentu memiliki karakteristik yang sebanding: biasanya dengan peningkatan salah satunya, yang lain juga meningkat.
Tampaknya kekuatan dan kekerasan hasil maksimum selalu diinginkan dalam bahan logam. Sebenarnya, ini tidak demikian, dan bukan hanya karena alasan ekonomi (proses pengerasan membutuhkan biaya tambahan).
Pertama, bahan harus dibentuk menjadi berbagai produk, dan ini biasanya dilakukan dengan menggunakan proses (bergulir, stamping, menekan) di mana deformasi plastik memainkan peran penting. Bahkan ketika pemesinan pada mesin pemotong logam, deformasi plastik sangat signifikan. Jika kekerasan material terlalu tinggi, maka terlalu banyak gaya yang diperlukan untuk memberikan bentuk yang diinginkan, akibatnya alat pemotong cepat aus. Kesulitan semacam ini dapat dikurangi dengan mengolah logam pada suhu tinggi ketika mereka menjadi lebih lunak. Jika pemrosesan panas tidak memungkinkan, anil logam digunakan (pemanasan dan pendinginan lambat).
Kedua, karena bahan logam menjadi lebih keras, biasanya kehilangan keuletannya. Dengan kata lain, suatu material menjadi rapuh jika kekuatan luluhnya sangat besar sehingga deformasi plastis tidak terjadi hingga tegangan yang langsung menyebabkan kegagalan. Perancang biasanya harus memilih beberapa tingkat menengah kekerasan dan keuletan.
Kekuatan dampak dan kerapuhan.
Viskositas adalah kebalikan dari kerapuhan. Ini adalah kemampuan material untuk melawan kehancuran dengan menyerap energi impak. Misalnya, kaca rapuh karena tidak mampu menyerap energi akibat deformasi plastik. Dengan dampak yang sama tajamnya pada selembar aluminium lunak, tekanan besar tidak terjadi, karena aluminium mampu mengubah bentuk plastik, yang menyerap energi impak.
Ada banyak metode berbeda untuk menguji logam untuk kekuatan impak. Saat menggunakan metode Charpy, sampel logam berlekuk prismatik terkena dampak pendulum yang ditarik. Pekerjaan yang dihabiskan untuk penghancuran sampel ditentukan oleh jarak pendulum setelah dampak. Pengujian semacam itu menunjukkan bahwa baja dan banyak logam berperilaku rapuh pada suhu rendah, tetapi sama kental pada suhu tinggi. Transisi dari perilaku rapuh ke viskos sering terjadi dalam kisaran suhu yang agak sempit, titik tengahnya disebut suhu transisi rapuh rapuh. Tes dampak lainnya juga menunjukkan adanya transisi semacam itu, tetapi suhu transisi yang diukur bervariasi dari satu tes ke tes tergantung pada kedalaman takik, ukuran dan bentuk spesimen, serta pada metode dan kecepatan pemuatan impak. Karena tidak satu pun dari jenis pengujian yang mereproduksi seluruh rentang kondisi operasi, uji dampak hanya berharga karena memungkinkan Anda untuk membandingkan bahan yang berbeda. Namun demikian, mereka memberikan banyak informasi penting tentang efek fusi, teknologi manufaktur dan perlakuan panas pada kecenderungan patah tulang getas. Suhu transisi untuk baja, diukur dengan metode Charpy dengan takik berbentuk-V, dapat mencapai +90 ° C, tetapi dapat diturunkan hingga -130 ° C dengan aditif paduan dan perlakuan panas yang sesuai.
Kerusakan baja yang rapuh adalah penyebab banyak kecelakaan, seperti pecahnya pipa yang tak terduga, ledakan bejana tekan dan tangki penyimpanan, runtuhnya jembatan. Di antara contoh yang paling terkenal adalah sejumlah besar kapal jenis Liberty, yang lapisannya secara tak terduga menyimpang saat berlayar. Seperti yang ditunjukkan dalam penyelidikan, kegagalan kapal Liberty disebabkan, khususnya, oleh teknologi pengelasan yang tidak tepat yang meninggalkan tekanan internal, kontrol yang buruk atas komposisi lasan dan cacat struktural. Informasi yang diperoleh sebagai hasil dari tes laboratorium telah secara signifikan mengurangi kemungkinan kecelakaan tersebut. Temperatur transisi getas-rapuh dari beberapa bahan, misalnya, tungsten, silikon, dan kromium, secara signifikan lebih tinggi daripada suhu kamar dalam kondisi biasa. Bahan seperti itu biasanya dianggap rapuh, dan untuk memberi mereka bentuk yang diinginkan karena deformasi plastis hanya mungkin bila dipanaskan. Pada saat yang sama, tembaga, aluminium, timah, nikel, beberapa tingkatan baja tahan karat dan logam dan paduan lainnya umumnya tidak menjadi rapuh ketika suhu diturunkan. Meskipun banyak yang sudah diketahui tentang patah tulang rapuh, fenomena ini belum dapat dianggap sepenuhnya dipahami.
Kelelahan
Kelelahan adalah penghancuran struktur di bawah aksi beban siklik. Ketika suatu bagian ditekuk ke satu sisi atau yang lain, permukaannya secara bergantian dikenakan kompresi dan ketegangan. Dengan jumlah siklus pembebanan yang cukup besar, fraktur dapat menyebabkan tekanan secara signifikan lebih rendah daripada yang terjadi kegagalan dalam hal pembebanan tunggal. Tegangan yang bergantian menyebabkan deformasi plastis lokal dan pengerasan regangan material, menghasilkan retakan kecil seiring waktu. Konsentrasi tegangan di dekat ujung retakan semacam itu menyebabkan mereka tumbuh. Pada awalnya, retakan tumbuh perlahan, tetapi karena penampang, yang memperhitungkan beban, berkurang, tekanan pada ujung retak meningkat. Dalam hal ini, retakan tumbuh lebih cepat dan, akhirnya, langsung menyebar ke seluruh bagian. Lihat juga PENGHANCURAN MEKANISME.
Kelelahan tidak diragukan lagi merupakan penyebab paling umum dari kegagalan struktur dalam kondisi operasi. Terutama rentan terhadap ini adalah bagian-bagian mesin yang beroperasi di bawah kondisi pemuatan siklik. Dalam industri pesawat terbang, kelelahan adalah masalah yang sangat penting karena getaran. Untuk menghindari kegagalan kelelahan, seringkali perlu untuk memeriksa dan mengganti bagian-bagian pesawat terbang dan helikopter.
Merayap.
Creep (atau creep) adalah peningkatan lambat pada deformasi plastis logam di bawah pengaruh beban konstan. Dengan munculnya mesin jet, turbin gas, dan roket, sifat material pada suhu tinggi menjadi semakin penting. Di banyak bidang teknologi, pengembangan lebih lanjut dibatasi oleh keterbatasan yang terkait dengan sifat mekanik bahan suhu tinggi.
Pada suhu normal, deformasi plastis terbentuk hampir seketika begitu tegangan yang sesuai diterapkan, dan kemudian sedikit meningkat. Pada suhu tinggi, logam tidak hanya menjadi lebih lembut, tetapi juga berubah bentuk sehingga deformasi terus meningkat seiring waktu. Deformasi tergantung waktu seperti itu, atau creep, dapat membatasi masa pakai struktur yang harus beroperasi lama pada suhu yang tinggi.
Semakin besar stres dan semakin tinggi suhu, semakin besar pula tingkat mulurnya. Kurva creep khas ditunjukkan pada Gambar. 3. Setelah tahap awal creep cepat (tidak stabil), kecepatan ini menurun dan menjadi hampir konstan. Sebelum kehancuran, laju creep kembali meningkat. Suhu di mana creep menjadi kritis tidak sama untuk logam yang berbeda. Kekhawatiran perusahaan telepon adalah merayapnya kabel yang terbungkus timbal yang tergantung pada suhu sekitar normal; pada saat yang sama, beberapa paduan khusus dapat beroperasi pada 800 ° C tanpa mendeteksi creep yang berlebihan.
Umur servis komponen dalam kondisi creep dapat ditentukan baik dengan deformasi atau penghancuran maksimum yang diizinkan, dan perancang harus selalu mengingat dua opsi yang memungkinkan ini. Kesesuaian bahan untuk pembuatan produk yang dirancang untuk operasi jangka panjang pada suhu tinggi, seperti bilah turbin, sulit untuk dinilai sebelumnya. Tes untuk waktu yang sama dengan umur layanan yang diharapkan seringkali hampir mustahil, dan hasil tes jangka pendek (dipercepat) tidak mudah untuk diekstrapolasi ke periode yang lebih lama, karena sifat kehancuran dapat berubah. Meskipun sifat mekanik dari paduan tahan panas terus meningkat, fisikawan logam dan ilmuwan material akan selalu dihadapkan dengan tugas menciptakan bahan yang mampu bertahan bahkan pada suhu yang lebih tinggi. Lihat juga LOGAM ILMU FISIK.
STRUKTUR KRISTAL
Kami membahas di atas hukum umum tentang perilaku logam di bawah aksi beban mekanis. Untuk lebih memahami fenomena yang relevan, perlu mempertimbangkan struktur atom logam. Semua logam padat adalah zat kristal. Mereka terdiri dari kristal, atau butir, susunan atom di mana sesuai dengan kisi tiga dimensi biasa. Struktur kristal logam dapat direpresentasikan sebagai terdiri dari bidang atom, atau lapisan. Ketika tegangan geser diterapkan (gaya yang menyebabkan dua bidang sampel logam yang berdekatan bergeser satu sama lain dalam arah yang berlawanan), satu lapisan atom dapat memindahkan seluruh jarak interatomik. Pergeseran seperti itu akan mempengaruhi bentuk permukaan, tetapi tidak pada struktur kristalin. Jika satu lapisan bergerak banyak jarak interatomik, maka "langkah" terbentuk di permukaan. Meskipun masing-masing atom terlalu kecil untuk dapat dilihat di bawah mikroskop, langkah-langkah yang dibentuk oleh geser terlihat jelas di bawah mikroskop dan disebut garis slip.
Benda logam biasa yang kita temui setiap hari adalah polikristalin, mis. terdiri dari sejumlah besar kristal, yang masing-masing memiliki orientasi bidang atom. Deformasi logam polikristalin biasa dengan deformasi kristal tunggal memiliki sesuatu yang sama yang terjadi karena meluncur di sepanjang bidang atom di setiap kristal. Sebuah slip nyata dari seluruh kristal di sepanjang batasnya diamati hanya di bawah kondisi creep pada suhu tinggi. Ukuran rata-rata satu kristal, atau biji-bijian, bisa dari beberapa seperseribu hingga beberapa persepuluh sentimeter. Ukuran butiran yang lebih halus diinginkan karena karakteristik mekanis dari logam berbutir halus lebih baik daripada logam berbutir kasar. Selain itu, logam berbutir halus kurang rapuh.
Gliding dan dislokasi.
Proses slip diselidiki secara lebih rinci pada kristal logam tunggal yang ditanam di laboratorium. Ditemukan tidak hanya bahwa slip terjadi pada arah tertentu dan biasanya sepanjang bidang yang terdefinisi dengan baik, tetapi juga bahwa kristal tunggal dideformasi pada tekanan yang sangat rendah. Transisi kristal tunggal ke keadaan fluiditas dimulai untuk aluminium pada 1, dan untuk besi pada 15-25 MPa. Secara teoritis, transisi ini dalam kedua kasus harus terjadi pada tegangan kira-kira. 10.000 MPa. Perbedaan antara data eksperimental dan perhitungan teoritis selama bertahun-tahun ini tetap merupakan masalah penting. Pada tahun 1934, Taylor, Polany, dan Orovan mengusulkan penjelasan berdasarkan konsep cacat pada struktur kristal. Mereka menyarankan bahwa selama meluncur, pergeseran pertama kali terjadi di beberapa titik pada bidang atom, yang kemudian merambat melalui kristal. Batas antara daerah yang bergeser dan yang bergeser (Gbr. 4) adalah cacat struktur kristal linier yang disebut dislokasi (pada gambar, garis ini masuk ke kristal yang tegak lurus terhadap bidang gambar). Ketika tegangan geser diterapkan pada kristal, dislokasi bergerak, menyebabkannya tergelincir di sepanjang bidang di mana ia berada. Setelah dislokasi terbentuk, mereka dengan mudah bergerak di sepanjang kristal, yang menjelaskan "kelembutan" kristal tunggal.
Dalam kristal logam, biasanya ada banyak dislokasi (total panjang dislokasi dalam satu sentimeter kubik kristal logam yang dianil dapat lebih dari 10 km). Tetapi pada tahun 1952, para peneliti di laboratorium Bell Telephone Corporation, menguji kumis timah yang sangat tipis ("kumis") di tikungan, menemukan kejutan mereka bahwa kekuatan lentur kristal semacam itu dekat dengan nilai teoritis untuk kristal sempurna. Kumis yang sangat kuat dan banyak logam lainnya kemudian ditemukan. Seperti yang disarankan, kekuatan tinggi seperti itu disebabkan oleh fakta bahwa dalam kristal seperti itu tidak ada dislokasi sama sekali, atau ada yang berjalan di sepanjang kristal.
Efek suhu.
Efek suhu yang meningkat dapat dijelaskan berdasarkan ide tentang dislokasi dan struktur butiran. Banyak dislokasi pada kristal dari logam yang mengalami pengerasan regangan mendistorsi kisi kristal dan meningkatkan energi kristal. Ketika logam memanas, atom-atomnya bergerak dan membentuk kembali menjadi kristal baru yang lebih maju yang mengandung lebih sedikit dislokasi. Rekristalisasi ini dikaitkan dengan pelunakan, yang diamati selama anil logam.
www.krugosvet.ru
| TUGAS ONL @ YN PERPUSTAKAAN 1 PERPUSTAKAAN 2 Catatan. Nilai modulus elastis tergantung pada struktur, komposisi kimia, dan metode pemrosesan bahan. Oleh karena itu, nilai-nilai E mungkin berbeda dari nilai rata-rata yang diberikan dalam tabel. | Tabel modulus muda. Modulus elastis. Definisi modulus Young. Faktor keamanan.Tabel modulus muda
Kekuatan tarik materialTegangan mekanis yang diizinkan dalam beberapa bahan (tarik)Faktor keamananBersambung... |
||||
www.kilomol.ru
| Bahan | Moduli elastisitas, MPa | Rasio Poisson | |
| Young's Modulus | Modulus geser G | ||
| Besi cor putih abu-abu Besi cor lunak | (1,15 ... 1,60) 105 1,55105 | 4,5104 - | 0,23...0,27 - |
| Baja Paduan Baja Karbon | (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 |
| Tembaga digulung Tembaga cor tembaga yang ditarik dingin | 1.1 · 105 1.3 · 105 0.84 · 105 | 4.0 · 104 4.9 · 104 - | 0,31...0,34 - - |
| Perunggu canaan fosfor. Perunggu canai mangan. Perunggu aluminium cor | 1.15 · 105 1.1 · 105 1.05 · 105 | 4.2 · 104 4.0 · 104 4.2 · 104 | 0,32...0,35 0,35 - |
| Kuningan yang ditarik dingin. Kuningan yang digulung | (0.91 ... 0.99) 105 1.0 105 | (3.5 ... 3.7) 104 - | 0,32...0,42 0,36 |
| Gulungan aluminium Gulungan kawat aluminium Duralumin digulung | 0,69 · 105 0,7 · 105 0,71 · 105 | (2.6 ... 2.7) 104 - 2.7104 | 0,32...0,36 - - |
| Seng digulung | 0.84 · 105 | 3.2104 | 0,27 |
| Memimpin | 0.17 · 105 | 0,7104 | 0,42 |
| Es | 0,1105 | (0.28 ... 0.3) 104 | - |
| Kaca | 0,56 · 105 | 0.22 · 104 | 0,25 |
| Granit | 0.49 · 105 | - | - |
| Batu gamping | 0.42 · 105 | - | - |
| Marmer | 0,56 · 105 | - | - |
| Batu pasir | 0.18 · 105 | - | - |
| Granit masonry Limestone masonry Bata masonry | (0,09 ... 0,1) 105 0,06 105 (0,027 ... 0,030) 105 | - - - | - - - |
| Beton pada kekuatan tertinggi, 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 |
| Kayu sepanjang serat Kayu melintasi serat | Pabrik beton bergerak pada sasis|||
Populer:
Baru
- Bagaimana menghapus wallpaper vinil lama dari dinding dengan benar dan cepat Bagaimana menghapus wallpaper vinil lama dari dinding
- Bagaimana cara membuat kemiringan atap dari panel sandwich?
- Bagaimana cara menutupi strobe wiring?
- Cara membuat lokomotif uap dan transportasi darat lainnya melakukannya sendiri
- Mangkok minum itik untuk Anda sendiri: fitur pembuatan
- Tata ruang apartemen dalam serangkaian kubus 2
- Lakukan sendiri dari hal-hal yang tidak perlu: pekarangan, kebun, kebun dapur
- Konstruksi kapal motor aluminium yang dilas "ajaib" Konstruksi kapal aluminium
- Pom bensin rumah
- Drywall Carrier: Sederhana dan Nyaman
