1. Кіріспе
Стресс пен деформация материалтану мен машина жасаудағы іргелі ұғымдар болып табылады, жүктеме кезінде материалдардың өнімділігі мен істен шығуын анықтауда шешуші рөл атқарады.
Бұл қасиеттер құрылымдық дизайнда маңызды, Өндіріс, және сәтсіздіктерді талдау.
Кернеу дегеніміз материалдың сыртқы күштердің әсерінен аудан бірлігіне келетін ішкі кедергісін білдіреді, ал деформация сол кернеуге жауап ретінде материалдың деформациясын өлшейді.
Олардың қарым-қатынасын түсіну инженерлерге сәйкес материалдарды таңдауға көмектеседі, сәтсіздік нүктелерін болжау, және әртүрлі қолданбаларға арналған дизайнды оңтайландыру, көпірлер мен ұшақтардан микроэлектроникаға дейін.
Бұл мақалада стресс пен кернеудің терең талдауы берілген, олардың анықтамаларын зерттеу, математикалық тұжырымдар, сынау әдістері, әсер ететін факторлар, және өнеркәсіптік қосымшалар.
2. Стресс және деформация негіздері
Стресс деген не?
Стресс (а) материалдың аудан бірлігіне әсер ететін күш. Ол ішкі күштердің сыртқы жүктемелерге қалай қарсы тұратынын сандық түрде анықтайды және математикалық түрде келесідей өрнектеледі:
σ = F ÷ A
қайда:
- F қолданылатын күш болып табылады (N),
- А көлденең қимасының ауданы болып табылады (м²).
Стресс түрлері
- Тенсиле стресс: Материалды ажыратады, оның ұзындығын арттыру (E.Г., болат сымды созу).
- Сығымдау стресс: Материалды біріктіреді, оның ұзындығын қысқарту (E.Г., бетон бағанасын қысу).
- Ығысу стрессі: Материалдың іргелес қабаттарының бір-бірінен өтіп кетуіне әкеледі (E.Г., болтты қосылыстарға әсер ететін күштер).
- Бұралмалы кернеу: Бұралу күштерінің нәтижелері (E.Г., айналмалы білікке қолданылатын момент).
Стресс түрлері
Штамм дегеніміз?
Керу (е е) - кернеудің әсерінен материалдың деформациясының өлшемі. Бұл ұзындық өзгерісінің бастапқы ұзындыққа қатынасын көрсететін өлшемсіз шама:
ε = ΔL ÷ L0
қайда:
- ΔL ұзындығының өзгеруі болып табылады (м),
- L0 бастапқы ұзындығы болып табылады (м).
Штамм түрлері
- Қалыпты штамм: Созылу немесе қысу кернеуінен туындайды.
- Ығысу штаммы: Бұрыштық бұрмалану нәтижелері.
3. Стресс пен стресс арасындағы байланыс. Керу
арасындағы байланысты түсіну стресс жіне штамм материалтану мен инженерияда іргелі болып табылады.
Бұл қатынас материалдардың сыртқы күштерге қалай жауап беретінін болжауға көмектеседі, әртүрлі қолданбаларда құрылымдық тұтастық пен сенімділікті қамтамасыз ету, көпірлер мен ұшақтардан медициналық имплантанттар мен тұтынушылық өнімдерге дейін.
Гук заңы: Серпімділік қатынасы
Ішінде серпімді аймақ, материалдардың көпшілігі а сызықтық қатынас стресс арасында (σ\sigmaσ) және штамм (ε\varepsilonε), басқарылады Гук заңы:
σ = E ⋅ ε
қайда:
- σ= стресс (Па немесе Н/м²)
- E = Жас модуль (серпімділік модулі, Па)
- ε = деформация (өлшемсіз)
Бұл теңдеу материалдың ішінде екенін білдіреді серпімділік шегі, кернеу мен кернеу тура пропорционал.
Жүктеме жойылған кезде, материал бастапқы пішініне оралады. мәні Жас модуль материалдың қаттылығын анықтайды:
- Жоғары Е (E.Г., болат, титан) → Қатты және аз икемді
- Төмен Е (E.Г., резеңке, Полимерлер) → Икемді және оңай деформацияланатын
Мысалы, болаттың Янг модулі бар ~ 200 GPA, алюминийге қарағанда қаттырақ етеді (~70 ГПа) немесе резеңке (~0,01 ГПа).
Эластикалық қарсы. Пластикалық деформация
Гук заңы үшін қолданылады серпімді аймақ, материалдар ақыр соңында а жетеді кірістілік нүктесі деформация пайда болатын жерде тұрақты.
- Серпімді деформация: Стресс жойылғаннан кейін материал бастапқы пішініне оралады.
- Пластикалық деформация: Материал қайтымсыз өзгерістерге ұшырайды және бастапқы пішініне оралмайды.
Кернеу-деформация қисығы және негізгі нүктелер
А кернеу-деформация қисығы материалдың жүктеме кезінде қалай әрекет ететінін графикалық түрде көрсетеді.
- Серпімді аймақ: Гук заңына сәйкес сызықтық қатынас.
- Табыс нүктесі: Пластикалық деформация басталатын кернеу деңгейі.
- Пластикалық аймақ: Деформация қосымша кернеуді арттырмай жалғасады.
- Толығымен созылу күші (&): Материал төтеп бере алатын максималды кернеу.
- Сыну нүктесі: Шамадан тыс жүктеме кезінде материал бұзылады.
-Ға иілгіш материалдар (E.Г., алюминий, жұмсақ болат), пластикалық деформация сәтсіздікке дейін пайда болады, сынғанға дейін энергияны сіңіруге мүмкіндік береді.
Сынғыш материалдар (E.Г., стакан, керамика) пластикалық деформациямен кенеттен сыну.
Қорытынды кесте: Стресс-стресс қатынасы
| Белгі | Серпімді аймақ | Пластикалық аймақ |
|---|---|---|
| Анықтама | Стресс пен кернеу пропорционалды | Тұрақты деформация пайда болады |
| Заңды басқару | Гук заңы | Сызықты емес пластикалық мінез-құлық |
| Қайтара болу | Толығымен қайтымды | Қайтымсыз |
| Табыс нүктесі? | Жоқ | Иә |
| Мысал материалдар | Болат (серпімді диапазонда), резеңке (төмен кернеу) | Мыс, алюминий (жоғары стресс жағдайында) |
4. Стресс пен стрестік мінез-құлыққа әсер ететін факторлар
Әсер ететін факторларды түсіну стресс жіне штамм материалды таңдау үшін мінез-құлық өте маңызды, жобалау, және өнімділікті талдау.
Әртүрлі ішкі және сыртқы факторлар материалдардың қолданылатын күштерге қалай жауап беретініне әсер етеді, олардың күшіне әсер етеді, икемділік, серпімділік, және стресс жағдайында жалпы мінез-құлық.
Осы факторларды тереңірек қарастырайық.
Материалдық құрамы және микроқұрылым
Атомдық және молекулалық құрылым
Материалдағы атомдардың немесе молекулалардың орналасуы оның механикалық қасиеттерін анықтайды және, , сорт, стресс жағдайында оның мінез-құлқы.
Материалдар әртүрлі байланыс түрлерімен (ковалентті, Металл, иондық, т.б.) деформацияға нақты жауап береді.
- Металдар: Әдетте жоғары икемділік көрсетеді және істен шыққанға дейін елеулі пластикалық деформацияға төтеп бере алады..
Олардың атомдық құрылымы (кристалдық торлар) дислокациялардың қозғалуына мүмкіндік береді, оларға стрессті және кернеуді тиімді сіңіруге мүмкіндік береді. - Полимерлер: Олардың молекулалық тізбектері полимер түріне байланысты әртүрлі жауап береді (термопластика, термосеттер, эластомерлер).
Мысалы, эластомерлер төмен кернеуде деформацияланатын болады, ал термосеттер жоғары температураға немесе кернеуге ұшырағаннан кейін сынғыш болуы мүмкін. - Керамика: Оларда әдетте иондық немесе коваленттік байланыстар болады, күшті қамтамасыз ететін, бірақ дислокация қозғалысын шектейтін.
Болғандықтан, Керамика стресс кезінде оңай сынуға бейім, аз пластикалық деформациямен.
Астық құрылымы
өлшемі мен бағыты дәндер (металдардағы кристалдық құрылымдар) стресске қарсы айтарлықтай әсер етеді. шиеленіс мінез-құлқы:
- Жіңішке материалдар: Әдетте жақсартылған созылу беріктігін және сынуға жоғары төзімділікті көрсетеді, өйткені дән шекаралары дислокация қозғалысына кедергі жасайды..
- Ірі түйіршіктелген материалдар: Дислокациялар арасындағы үлкен қашықтыққа байланысты жоғары созылғыштықты көрсете алады, бірақ созылу беріктігі төмен, оларды стресс жағдайында сәтсіздікке бейім етеді.
Фазалар және қорытпалар
Қорытпаларда, әртүрлі фазалардың болуы немесе осы фазалардың таралуы (E.Г., болаттағы феррит пен перлит) күйзеліс пен стреске әсер етеді. Мысалы:
- Болат қорытпалар: Қорытпа құрамын өзгерту арқылы, инженерлер материалдың аққыштық күшін реттей алады, қаттылық, және нақты өнімділік талаптарына сәйкес келетін қаттылық.
Температура
анықтауда температура маңызды рөл атқарады Механикалық қасиеттері материалдар, оларға әсер етеді серпімді жіне пластмасса мінез-құлық.
- Жоғары температурада, металдар әдетте икемді болады, және олардың шығымдылығы төмендейді.
Мысалы, алюминий жоғары температурада әлдеқайда икемді болады, сол екі арада болат қаттылықтың төмендеуі мүмкін. - Төмен температурада, материалдар сынғыш болады. Мысалы, Көміртекті болат -40°С төмен температурада сынғыш болады, оны стресс жағдайында крекингке бейім етеді.
Жылу кеңеюі
Материалдар қызған кезде кеңейеді, ал салқындаған кезде жиырылады, материалдардың жүктеме астында жұмыс істеуіне әсер ететін ішкі кернеулерді тудырады.
Көпірлер немесе құбырлар сияқты үлкен құрылымдарда, температураның әсерінен кеңеюі мен жиырылуына әкелуі мүмкін Жылу кернеуі.
Штамм жылдамдығы (Деформация деңгейі)
Та Штамм жылдамдығы кернеу кезінде материалдың деформациялану жылдамдығы. Материалдар стресстің қаншалықты тез қолданылатынына байланысты әртүрлі әрекет етуі мүмкін:
- Баяу деформация (төмен кернеу жылдамдығы): Материалдардың пластикалық деформацияға көбірек уақыты бар, және материалдың кернеу-деформация қисығы үлкен икемділікті көрсетуге бейім.
- Жылдам деформация (жоғары кернеу жылдамдығы): Материалдар қаттырақ және күштірек болады, бірақ олардың икемділігі төмендейді.
Бұл әсіресе қолданылатын материалдар үшін маңызды апат сынақтары (E.Г., автокөлік апатын талдау) немесе баллистикалық әсерлер.
Мысал:
- Жоғары жылдамдықты металды қалыптауда (сияқты соғу немесе илемдеу), деформация жылдамдығы жоғары, және металдар байланысты күшейтілген беріктігін көрсете алады қатайту Әсер.
Керісінше, төмен деформация жылдамдығында, мысалы, баяу кернеуді сынау кезінде, металдардың деформациялану уақыты көбірек болады, нәтижесінде икемділік жоғарылайды.
Жүктеме түрі және шамасы
Жолы стресс қолдану материалдың реакциясына әсер етеді:
- Тенсиле стресс: Материал созылған, және оның ұзаруға төзімділігі тексеріледі.
Бұл әдетте иілгіш материалдарда айтарлықтай пластикалық деформацияға әкеледі, ал сынғыш материалдар ертерек сынуы мүмкін. - Сығымдау стресс: Қысу әдетте материалдың қысқа деформациясына әкеледі және әртүрлі бұзылу механизмдеріне әкелуі мүмкін.
Мысалы, бетон сығымдауға беріктігі жоғары, бірақ керілуі әлсіз. - Ығысу стрессі: Ығысу кернеуі материалдың бетіне параллель әсер ететін күштерді қамтиды.
Жақсы ығысу беріктігі бар материалдар, белгілі болаттар сияқты, ығысу кернеуінде жақсы жұмыс істейді, ал басқалары деформациялануы немесе мерзімінен бұрын істен шығуы мүмкін.
Жүктеменің шамасы да рөл атқарады:
- Жоғары жүктемелер материалдарды өз ішіне итермелей алады пластикалық деформация аймақ, пішінінің айтарлықтай өзгеруіне әкеледі.
- Төмен жүктемелер ішінде материалдарды сақтаңыз серпімді аймақ, стресс жойылғаннан кейін олар бастапқы пішініне оралуы мүмкін.
Қоршаған орта факторлары
Қоршаған орта жағдайлары материалдардың кернеулі-деформациялық әрекетіне айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Ортақ экологиялық факторларға жатады:
- Коррозия: Ылғалдың болуы, тұздар, немесе басқа коррозиялық агенттер материалдарды әлсіретуі мүмкін, олардың созылу беріктігі мен икемділігін төмендетеді.
Мысалы, тот болатта оның кернеуге төтеп беру қабілетін төмендетеді және мерзімінен бұрын істен шығуға әкелуі мүмкін. - Қажу: Қайталанатын стресс циклдері мен. штамм уақыт өте келе материалдың бұзылуына әкелуі мүмкін, тіпті ең жоғары қолданылатын кернеу аққыштық шегінен төмен болса да.
Бұл сияқты қолданбаларда өте маңызды аэроғарыш жіне Автомобиль компоненттері, онда материалдар циклдік жүктемеден өтеді. - Радиация: Ядролық ортада, радиация тудыруы мүмкін кірпік металдар мен полимерлерде, олардың сыну алдында деформациялану қабілетін төмендету.
Қоспалар мен ақаулар
Болуы кірлер (болаттағы көміртегі немесе металдардағы күкірт сияқты) немесе кемшіліктер (жарықтар немесе бос жерлер сияқты) материалдың стресске қалай жауап беретінін түбегейлі өзгертуі мүмкін:
- Кірлер материалдағы әлсіз нүктелер ретінде әрекет ете алады, стрессті шоғырландыру және мерзімінен бұрын сәтсіздікке әкеледі.
- Кемшіліктер, әсіресе ішкі, құра алады Стресс байыту фабрикаттары бұл материалдарды жүктеме кезінде сынуға бейім етеді.
Мысалы, металл үлгідегі кішкене жарықшақтың рөлін атқара алады стресс көтергіш,
жалпы материалдың беріктігін төмендетеді және біркелкі материалдардан болжанғанға қарағанда әлдеқайда төмен кернеу деңгейінде сынуға әкеледі.
Жүктеу тарихы
Та стресс пен шиеленіс тарихы материалдың бағыныштылығы оның мінез-құлқында шешуші рөл атқарады:
- Өткізілген материалдар Циклдік жүктеме (қайталап тиеу және түсіру) бастан кешіруі мүмкін қажу және дамыту жарықтар уақыт өте келе таралатын.
- Өтетін материалдар алдын ала сүзу немесе жұмыс қатаю өзгерген кернеу-деформация сипаттамаларын көрсете алады, шығымдылықтың жоғарылауы және иілгіштігінің төмендеуі сияқты.
Мысал: Жұмыспен шыңдалған болат дислокациялар жинақталған сайын күшейе түседі, оны одан әрі деформацияға төзімдірек етеді, бірақ аз икемді етеді.
5. Өлшеу және эксперимент техникасы
Нақты өлшеу және түсіну стресс қарсы және. штамм мінез-құлық материалтануда да, инженерлік қолданбаларда да өте маңызды.
Бұл қасиеттер материалдардың әртүрлі жүктемелерде және әртүрлі қоршаған орта жағдайларында қалай жұмыс істейтінін анықтайды.
Сандық бағалау үшін әртүрлі эксперименттік әдістер мен әдістер әзірленді стресс қарсы және. штамм, инженерлерге қауіпсіз және тиімдірек құрылымдар мен өнімдерді жобалауға мүмкіндік береді.
Бұл бөлімде ең жиі қолданылатын әдістер қарастырылады, Олар қалай жұмыс істейді, және олардың әрқайсысының материалдардың механикалық қасиеттерін бағалаудағы маңызы.
5.1 Деформацияны өлшеу әдістері
Тренометрлер
Тренометрлер деформацияны өлшеуге арналған ең көп қолданылатын құралдардың бірі болып табылады. Тез өлшегіш - жұқа, кернеуге ұшыраған кезде деформацияланатын электр кедергісі бар құрылғы.
Бұл деформация оның электрлік кедергісінің өзгеруіне әкеледі, ол өлшенуі және материалдың бастан кешіретін деформация мөлшерімен корреляциялануы мүмкін.
- Жұмыс принципі: Тенометрлер иілгіш тірекке бекітілген жұқа металдан немесе фольгадан жасалған тордан тұрады.
Тензоометр бекітілген материал деформацияланған кезде, тор да деформацияланады, қарсылығын өзгерту. Бұл өзгеріс материалдың кернеуіне пропорционалды. - Детензометрлердің түрлері: Бірнеше түрі бар, ... қоса алғанда фольга, сым, жіне жартылай өткізгішті тензометрлер.
Фольга түрі ең кең таралған және инженерлік қолданбаларда деформацияны өлшеу үшін кеңінен қолданылады. - Қолданбалар: Материалдарды кернеуді сынау кезінде тензометрлер қолданылады, құрылымдық денсаулық мониторингі, тіпті маңызды компоненттердің өнімділігін бағалау үшін аэроғарыш және автомобиль өнеркәсібі.
Сандық кескін корреляциясы (DIC)
Сандық кескін корреляциясы (DIC) деформацияны өлшеудің оптикалық әдісі болып табылады. Ол деформацияның әртүрлі кезеңдерінде материал бетінің кескіндерін түсіру үшін ажыратымдылығы жоғары камераларды пайдаланады..
Арнайы бағдарламалық қамтамасыз ету деформацияны өлшеу үшін беттік үлгідегі өзгерістерді бақылайды.
- Жұмыс принципі: DIC кездейсоқ дақ үлгісін қолдану арқылы жұмыс істейді (жиі ақ және қара) Материал бетіне.
Материал деформацияланатындықтан, дақ үлгісі жылжиды және бағдарламалық құрал жылжу мен деформацияны есептеу үшін әртүрлі кескіндердегі дақтардың орындарын корреляциялайды. - Артықшылықтары: DIC толық өріс кернеуін өлшеуді қамтамасыз етеді, күрделі материалдар мен деформацияларды талдау үшін өте қолайлы етеді.
Оны 3D форматында штаммдарды өлшеу үшін де пайдалануға болады және үлгімен тікелей жанасуды қажет етпейді. - Қолданбалар: Бұл әдіс ғылыми-зерттеу жұмыстарында қолданылады, Созылу немесе қысу жүктемелеріндегі материалдың әрекетін зерттеуді қоса алғанда, Шаршауды тестілеу, және сыну механикасы.
Экстенсометрлер
В экстенсометр жүктеме кезінде үлгінің ұзаруын немесе жиырылуын өлшеуге арналған құрылғы.
Ол сынақ үлгісіне бекітілетін және сынақ кезінде оның ұзындығының өзгеруін бақылайтын орын ауыстыру сенсорларының жиынтығынан тұрады..
- Жұмыс принципі: Экстенсометр үлгідегі екі нүкте арасындағы орын ауыстыруды өлшейді, әдетте өлшеуіш ұзындығының ортасында.
Осы нүктелер арасындағы салыстырмалы орын ауыстыру деформация мәнін береді. - Экстенсометрлердің түрлері: Оларға контактілі экстенсометрлер (үлгіге физикалық түрде тиетін),
Байланыссыз (оптикалық) экстенсометрлер, жіне лазерлік экстенсометрлер (үлгіге тигізбестен қашықтықты өлшеу үшін лазер сәулелерін қолданатын). - Қолданбалар: Экстенсометрлер кеңінен қолданылады созылу сынағы жіне қысу сынақтары, деформацияны дәл өлшеуді қамтамасыз етеді.
5.2 Кернеуді өлшеу әдістері
Ұяшықтарды жүктеу
Ұяшықтарды жүктеңіз күшін өлшеуге арналған сенсорлар (немесе жүктеңіз) үлгіге қолданылады, стресстің тікелей өлшемін қамтамасыз етеді.
Бұл құрылғылар механикалық күшті өлшеуге және жазуға болатын электрлік сигналға айналдырады.
- Жұмыс принципі: Жүктеме ұяшықтары әдетте пайдаланылады тензометрлер сезгіш элемент ретінде.
Жүктеме салынған кезде, тензометрлер деформацияланады, және бұл деформация электрлік кедергінің өзгеруіне аударылады, қолданылатын күшке сәйкес келеді. - Жүктеме ұяшықтарының түрлері: Жүктеме жасушаларының негізгі түрлеріне жатады бір нүктелі жүктеме ұяшықтары, s типті жүктеме ұяшықтары, канистрлік жүк ұяшықтары, жіне сәулелік жүктеме жасушалары.
Әрбір түрдің өлшем талаптары мен жүктеме конфигурациясына байланысты арнайы қолданбалары бар. - Қолданбалар: Жүктеме жасушалары қолданылады созылуды сынау машиналары, Қысымды тексеру, жіне өнеркәсіптік таразы жүйелері, күшті тікелей өлшеуді қамтамасыз етеді, стрессті есептеу үшін қолдануға болады.
Стресс концентрациясын өлшеу
Кернеу концентрациясы геометриялық үзілістерде пайда болады (E.Г., ойықтар, тесіктер, және өткір бұрыштар) және көбінесе материалдардағы ақаулық аймақтары болып табылады.
Оларды пайдалану арқылы өлшеуге болады фотосерпімділік немесе Ақырлы элементтерді талдау (Ақиа).
- Фотосерпімділік: Бұл әдіс кернеу астында мөлдір материалдарға поляризацияланған жарықты қолдануды қамтиды.
Материалда кернеудің таралуын көрсететін жиектер көрсетілген, стресс шоғырлану аймақтарын анықтау үшін талдауға болады. - Ақырлы элементтерді талдау (Ақиа): FEA - жүктеме астында материал немесе құрылым ішіндегі кернеудің таралуын модельдеу үшін қолданылатын есептеу әдісі.
Материалды модельдеу және жүктемелерді қолдану арқылы, инженерлер мінез-құлықты талдап, жоғары кернеу концентрациясы бар аймақтарды анықтай алады. - Қолданбалар: Стресс концентрациясын өлшеу өте маңызды аэроғарыш, автомобиль, жіне құрылыс инженериясы маңызды құрамдас бөліктердің қауіпсіздігі мен ұзақ мерзімділігін қамтамасыз ететін салалар.
Стрессті талдауға арналған Мор шеңбері
Мор шеңбері - материал ішіндегі нүктедегі кернеу күйін анықтауға арналған графикалық әдіс, әсіресе екі өлшемді стресс жағдайлары үшін.
Ол инженерлерге әртүрлі бағыттағы қалыпты және ығысу кернеулерін есептеуге мүмкіндік береді, материалдың қолданылатын күштерге реакциясы туралы құнды түсінік береді.
- Жұмыс принципі: Мор шеңбері негізгі кернеулерді пайдаланады (максималды және минималды кернеулер) және шеңбер құру үшін берілген нүктедегі ығысу кернеулері.
Шеңбердегі нүктелер материал ішіндегі әртүрлі жазықтықтардағы кернеулерге сәйкес келеді. - Қолданбалар: Мор шеңбері құрылымдық талдауда қолданылады, материалды сынау, және сәтсіздіктерді талдау, әсіресе материал күрделі жүктеме жағдайларына ұшыраған кезде.
5.3 Біріктірілген стресс және деформация сынағы
Әмбебап сынақ машиналары (UTM)
А Әмбебап сынақ құрылғысы материалдардың механикалық қасиеттерін тексеру үшін қолданылатын маңызды құрылғы болып табылады, оның ішінде созылу, қысу, және иілу сынақтары.
Бұл машиналар екеуін де өлшейді стресс қарсы және. штамм күш қолдану кезінде.
- Жұмыс принципі: UTM үлгіге басқарылатын күшті қолданады және сәйкес орын ауыстыруды немесе ұзаруды өлшейді.
Содан кейін күш пен орын ауыстыру деректері кернеу мен кернеуді есептеу үшін пайдаланылады. штамм, кернеу-деформация қисығын жасайды. - Қолданбалар: UTM металдарды сынау үшін кеңінен қолданылады, Полимерлер, композиттер, және басқа материалдар. Олар сыни материалды сынау зертханалары, Сапаны бақылау, жіне Патрондылық&Д әртүрлі салаларда.
Шаршауды сынаудағы біріктірілген деформация мен кернеуді өлшеу
-Да Шаршауды тестілеу, материалдар циклдік жүктемеге ұшырайды, және стресске қарсы. Қайталанатын кернеу кезінде материалдың қалай әрекет ететінін түсіну үшін деформацияны бір уақытта өлшеу керек.
Айналмалы иілгіш шаршағыш машиналар немесе сервогидравликалық сынау машиналары осы мақсатта жиі қолданылады.
- Жұмыс принципі: Материал екі кернеу үшін де бақыланатын кезде машиналар циклдік жүктемені қолданады (жүктеме жасушалары арқылы) және штамм (экстенсометрлер немесе тензометрлер арқылы).
Алынған деректер материалдың шаршау мерзімін және істен шығу режимдерін болжау үшін өте маңызды. - Қолданбалар: Шаршау сынағы сияқты салаларда өте маңызды автомобиль, аэроғарыш, жіне энергия қайталанатын жүктемелерге ұшыраған бөлшектердің сенімділігі мен ұзақ мерзімділігін қамтамасыз ету.
6. Стресс пен стрессті салыстыру. Керу
Стресс пен стресс арасындағы айырмашылықтар мен қатынастарды түсіну. штамм инженерлер үшін қауіпсіз жобалау үшін өте маңызды, нәтижелі, және берік материалдар мен құрылымдар.
Негізгі айырмашылықтар туралы қорытынды
| Аспект | Стресс | Керу |
|---|---|---|
| Анықтама | Аудан бірлігіне келетін ішкі күш | Материалдың деформациясы немесе орын ауыстыруы |
| Қондырғылары | Паскаль (Қоғамдықақта), Мегапаскаль (МПа) | Өлшемсіз (пропорция) |
| Саны түрі | Тензор (шамасы мен бағыты) | Скаляр (шамасы ғана) |
| Табиғат | Сыртқы күштердің әсерінен пайда болады | Кернеуден туындаған деформациядан туындайды |
| Материалдық мінез-құлық | Материалдың кедергісін анықтайды | Материалдың деформациясын өлшейді |
| Серпімді/пластикалық | Серпімді немесе пластик болуы мүмкін | Серпімді немесе пластик болуы мүмкін |
| Мысал | Металл өзекшедегі ауданға түсетін күш | Металл өзекшенің созылу кезінде созылуы |
7. Қорытынды
Күйзеліс пен деформация инженерия мен материалтанудағы іргелі ұғымдар болып табылады.
Олардың қарым-қатынасын түсіну инженерлерге материалдың өнімділігін оңтайландыруға көмектеседі, қауіпсіздікті жақсарту, және сәтсіздікке қарсы тұратын конструкцияларды жобалау.
Тестілеудегі және есептеу модельдеуіндегі жетістіктермен, салалар әртүрлі секторлардағы өнімдердің беріктігі мен тиімділігін арттыра алады.
Стресс-деформация талдауын меңгеру арқылы, мамандар материалды таңдауда негізделген шешім қабылдай алады, Құрылымдық тұтастық, және инновациялық дизайн, инженерлік қолданбаларда ұзақ мерзімді сенімділікті қамтамасыз ету.
