Шэсць агульных выпрабаванняў на трываласць матэрыялу

Трываласць матэрыялу адыгрывае ключавую ролю ў вызначэнні таго, як матэрыял будзе паводзіць сябе пры розных нагрузках і ўмовах.

Калі вы праектуеце будынак, частка машыны, або цэлая канструкцыя, веданне таго, як матэрыял будзе працаваць ва ўмовах сілы, вельмі важна.

Для вымярэння розных відаў трываласці выкарыстоўваюцца розныя віды выпрабаванняў матэрыялаў, і кожны тэст служыць унікальнай мэты.

Ніжэй прыведзены шэсць агульных выпрабаванняў на трываласць матэрыялу, вылучаючы іх метадалогіі, ключавыя вымярэння, і прыкладанні.

1. Тэставанне на расцяжэнне

Выпрабаванне на расцяжэнне - адзін з найбольш шырока выкарыстоўваюцца метадаў ацэнкі механічных уласцівасцей матэрыялаў, асабліва іх здольнасць супрацьстаяць сілам расцяжэння або нацягвання.

Гэта выпрабаванне ўключае ў сябе прымяненне паступова павялічваецца нагрузкі на расцяжэнне да ўзору матэрыялу (звычайна мае форму гантэлі) пакуль не зламаецца.

Запісваючы прыкладзеную нагрузку, модуль пругкасці, Сіла выхаду, трываласць на расцяжэнне, пластычнасць, дэфарматыўныя ўласцівасці, Модуль Янга, і каэфіцыент Пуасона можна вылічыць.

Выпрабаванне праводзіцца з дапамогай машыны для выпрабаванняў на расцяжэнне, таксама вядомы як універсальная выпрабавальная машына (UTM).

Вымераныя ключавыя параметры:

• Сіла выхаду: Кропка напружання, пры якой матэрыял пачынае пластычна дэфармавацца (пастаянная дэфармацыя). Напрыклад, для низкоуглеродистой сталі, мяжа цякучасці звычайна каля 250 МПА.
• Канчатковая трываласць на расцяжэнне (Ots): Максімальнае напружанне, якое можа вытрымаць матэрыял перад разрывам.
  Сталь, напрыклад, можа мець UTS у дыяпазоне ад 400 МПа да 700 МПА у залежнасці ад сплаву.
• Эластычны модуль (Модуль Янга): Стаўленне напружання да дэфармацыі ў пругкай вобласці, які паказвае жорсткасць матэрыялу. Для сталі, Модуль Юнга тыповы 200 Балон.
• Падаўжэнне: Працэнт павелічэння даўжыні матэрыялу да яго разрыву. Матэрыялы з вялікім падаўжэннем, напрыклад, пластычная сталь, можа падаўжацца больш чым 10% да няўдачы.

Выпрабаванне на расцяжэнне вельмі важна для матэрыялаў, якія выкарыстоўваюцца ў канструкцыйных кампанентах, такія як металы, пластмасу, і кампазітных матэрыялаў.
Гэта дае каштоўныя дадзеныя аб тым, як матэрыялы будуць паводзіць сябе пад напругай у рэальных умовах, ад кабеляў у мастах да кампанентаў у самалётах.

2. Тэставанне на сціск

Выпрабаванне на сціск ацэньвае здольнасць матэрыялу супрацьстаяць сілам сціску - сілам, якія штурхаюць або сціскаюць матэрыял.
Тэст асабліва карысны для далікатных матэрыялаў, напрыклад бетон, кераміка, і некаторыя металы.

У гэтым тэсце, ўзор матэрыялу змяшчаецца ў машыну для выпрабаванняў на сціск, дзе нагрузка прыкладваецца, пакуль матэрыял не дэфармуецца або не разбурыцца.

Вымераныя ключавыя параметры:

• Трываласць на сціск: Максімальная нагрузка на сціск, якую можа вытрымаць матэрыял да разбурэння.
  Напрыклад, бетон звычайна мае трываласць на сціск 20-40 МПА, у той час як высокатрывалы бетон можа перавышаць 100 МПА.
• Сіла на раздушванне: Кропка, у якой далікатныя матэрыялы руйнуюцца пры сціску.
  Гэта актуальна для такіх матэрыялаў, як кераміка або ліццё, якія могуць зламацца пры адносна нізкіх сілах сціску ў параўнанні з пластычнымі матэрыяламі.

Выпрабаванне на сціск асабліва важна ў будаўніцтве і грамадзянскім будаўніцтве, дзе такія матэрыялы, як бетон і сталёвыя калоны, прызначаны для падтрымання значных нагрузак.

Гэта выпрабаванне гарантуе, што матэрыялы могуць вытрымліваць вялікія канструктыўныя нагрузкі без збояў.

3. Выпрабаванне на стомленасць

Выпрабаванне на стомленасць мае вырашальнае значэнне для матэрыялаў, якія падвяргаюцца цыклічным або паўтаральным нагрузкам, напрыклад, знойдзены ў машынах, Аўтамабільныя кампаненты, і самалёты.

Матэрыялы часта вытрымліваюць высокі ўзровень нагрузкі, але могуць выйсці з ладу пры паўторных цыклах пагрузкі і разгрузкі.

У выпрабаванні на стомленасць, матэрыял падвяргаецца паўторным цыклам нагрузак, пакуль у рэшце рэшт не выйдзе з ладу.

Тэст імітуе рэальныя ўмовы, дзе дэталі падвяргаюцца ваганням нагрузкі з цягам часу, напрыклад, дэталі рухавіка ў аўтамабілі або лопасці турбіны ў рухавіку самалёта.

Вымераныя ключавыя параметры:

• Сіла стомленасці: Максімальнае напружанне, якое можа вытрымаць матэрыял на працягу пэўнай колькасці цыклаў перад выхадам з ладу.
  Напрыклад, сталёвыя кампаненты ў аўтамабільных частках могуць мець усталостную трываласць каля 250 МПА.
• S-N Крывая (Стрэс супраць. Колькасць цыклаў): Гэтая крывая адлюстроўвае ўзаемасувязь паміж прыкладзеным напружаннем і колькасцю цыклаў, якія можа вытрымаць матэрыял да разбурэння.
  Такія матэрыялы, як тытанавыя сплавы, вядомыя сваёй высокай усталостнай трываласцю, што робіць іх прыдатнымі для аэракасмічнага прымянення.

Выпрабаванне на стомленасць мае жыццёва важнае значэнне ў галінах, дзе кампаненты адчуваюць цыклічныя нагрузкі, у тым ліку аўтамабільны, аэракасмічная, і вытворчасць, дзе часткі павінны вытрымаць мільёны цыклаў загрузкі без збояў.

4. Выпрабаванне на кручэнне

Выпрабаванне на скручванне вымярае здольнасць матэрыялу супрацьстаяць сілам скручвання або вярчэння. Матэрыял фіксуецца з аднаго канца, і крутоўны момант прыкладваецца да іншага канца, прымушаючы яго скручвацца.

Гэты тэст дае ўяўленне аб трываласці матэрыялу на зрух, характарыстыкі пластычнай дэфармацыі, і адказ на круцільныя напружання.

Вымераныя ключавыя параметры:

• Трываласць на зрух: Здольнасць матэрыялу супрацьстаяць сілам зруху. Напрыклад, сталь звычайна мае трываласць на зрух каля 300 МПА, у той час як больш мяккія матэрыялы, такія як алюміній, могуць мець меншую трываласць на зрух.
• Модуль кручэння: Ўстойлівасць матэрыялу да скручвання, што дапамагае ў вызначэнні агульнай калянасці матэрыялаў, якія выкарыстоўваюцца ў кампанентах, якія верцяцца, такіх як валы.
• Пластычная дэфармацыя: Ступень пастаяннага скручвання або дэфармацыі перад разрывам матэрыялу.
  Плаўкія матэрыялы падвяргаюцца значнаму скручванню, перш чым разбурацца, у той час як далікатныя матэрыялы хутка руйнуюцца пасля невялікай колькасці дэфармацыі.

Выпрабаванне на кручэнне мае вырашальнае значэнне для ацэнкі матэрыялаў, якія выкарыстоўваюцца ў такіх кампанентах, як валы, балты, і трубы, якія адчуваюць круцільныя сілы ў машынах, аўтамабільны, і аэракасмічнае прымяненне.

5. Нік Брэйк Тэставанне

Выпрабаванне на разрыў - гэта спецыялізаваны тэст на ўдар, які ў асноўным выкарыстоўваецца для ацэнкі трываласці зварных злучэнняў.

У месцы зваркі ствараецца невялікая выемка, а затым па ўзоры ўдараюць з сілай удару.

Пералом звычайна адбываецца ў зварным злучэнні, і тое, як матэрыял разломваецца, можа сведчыць аб якасці зварнога шва.

Вымераныя ключавыя параметры:

• Трываласць зварнога шва: Гэта вымярае здольнасць зварнога злучэння супрацьстаяць разбурэння пры ўдары. Трывалыя зварныя швы будуць дэманстраваць мінімальны пералом і максімальнае паглынанне энергіі.
• Уплыў на трываласць: Здольнасць матэрыялу паглынаць энергію перад выхадам з ладу. Матэрыялы з высокай трываласцю будуць супрацьстаяць далікатнаму разбурэння нават у суровых умовах.

Гэта выпрабаванне вельмі важна для галін прамысловасці, якія спадзяюцца на зварку для цэласнасці канструкцыі, напрыклад, караблебудаванне, збудаванне, і вытворчасць трубаправодаў.

6. Тэст на паўзучасць

Выпрабаванне на паўзучасць ацэньвае, як матэрыял дэфармуецца пад пастаяннай нагрузкай на працягу доўгага перыяду, асабліва пры высокіх тэмпературах.

Для матэрыялаў, якія падвяргаюцца працяглым нагрузак, напрыклад, у электрастанцыях або аэракасмічных рухавіках, разуменне паводзін паўзучага мае вырашальнае значэнне.

Падчас тэсту, матэрыял падвяргаецца пастаяннай нагрузцы пры падвышанай тэмпературы, і велічыня дэфармацыі (паўзу) вымяраецца ў часе.

Вымераныя ключавыя параметры:

• Хуткасць поўзання: Хуткасць, з якой матэрыял з часам дэфармуецца пад уздзеяннем нагрузкі. Такія матэрыялы, як суперсплавы, якія выкарыстоўваюцца ў рэактыўных рухавіках, часта маюць вельмі нізкія хуткасці паўзучасці, каб забяспечыць працу пры высокіх тэмпературах.
• Сіла паўзучасці: Здольнасць матэрыялу супрацьстаяць дэфармацыі пры працяглых нагрузках пры высокіх тэмпературах.
• Час-тэмпература-пераўтварэнне (ТТТ) Крывая: Гэтая крывая паказвае, як тэмпература і час уплываюць на хуткасць паўзучасці матэрыялу.

Выпрабаванне на паўзучасць асабліва важна для прымянення пры высокіх тэмпературах, такіх як турбіны, рухавікоў, і рэактары, дзе матэрыялы павінны вытрымліваць працяглыя тэрмічныя і механічныя нагрузкі без разбурэння.

Conclusion

Гэтыя шэсць выпрабаванняў на трываласць — на расцяжэнне, сціскальныя, стомленасць, скручванне, нік перапынак, і паўзучасць - забяспечвае важнае разуменне таго, як матэрыялы будуць працаваць пры розных тыпах нагрузак.

Кожны тэст служыць унікальнай мэты, Ці варта ацэньваць устойлівасць матэрыялу да расцяжэння, сціск, цыклічны стрэс, сілы скручвання, або высокатэмпературная дэфармацыя.

Разумеючы моцныя і слабыя бакі матэрыялаў праз гэтыя тэсты, інжынеры могуць прымаць больш абгрунтаваныя рашэнні пры выбары матэрыялаў для канкрэтных прыкладанняў.

Забеспячэнне бяспекі, моцнасць, і надзейнасць у розных галінах.

 

Як замовіць прадукты ў Deze？