Enam ujian kekuatan bahan biasa

Kekuatan bahan memainkan peranan penting dalam menentukan bagaimana bahan akan berkelakuan di bawah tekanan dan keadaan yang berbeza.

Sama ada anda merancang bangunan, bahagian mesin, atau struktur keseluruhan, Mengetahui bagaimana bahan akan berfungsi di bawah kekerasan adalah penting.

Pelbagai jenis ujian bahan digunakan untuk mengukur pelbagai jenis kekuatan, dan setiap ujian berfungsi dengan tujuan yang unik.

Berikut adalah enam ujian kekuatan bahan biasa, menonjolkan metodologi mereka, Pengukuran utama, dan aplikasi.

1. Ujian tegangan

Ujian tegangan adalah salah satu kaedah yang paling banyak digunakan untuk menilai sifat -sifat mekanik bahan, terutamanya keupayaan mereka untuk menahan daya regangan atau menarik.

Ujian ini melibatkan penggunaan beban tegangan secara beransur -ansur ke sampel bahan (biasanya berbentuk seperti dumbbell) sehingga ia pecah.

Dengan merakam beban yang digunakan, modulus elastik, kekuatan hasil, kekuatan tegangan, Kemuluran, sifat pengerasan ketegangan, Modulus Young, dan nisbah Poisson dapat dikira.

Ujian dijalankan menggunakan mesin ujian tegangan, juga dikenali sebagai mesin ujian sejagat (Utm).

Parameter utama diukur:

• Kekuatan hasil: Titik tekanan di mana bahan mula berubah secara plastik (ubah bentuk kekal). Contohnya, Untuk keluli rendah karbon, kekuatan hasil biasanya ada 250 MPA.
• Kekuatan tegangan muktamad (UTS): Tekanan maksimum bahan dapat bertahan sebelum pecah.
  Keluli, contohnya, mungkin mempunyai UTS dari 400 MPA ke 700 MPA Bergantung pada aloi.
• Modulus elastik (Modulus Young): Nisbah tekanan untuk ketegangan di kawasan elastik, menunjukkan kekakuan bahan. Untuk keluli, Modulus Young biasanya 200 GPA.
• Pemanjangan: Peratusan peningkatan panjang bahan sebelum pecah. Bahan dengan pemanjangan yang tinggi, seperti keluli mulur, boleh memanjang lebih daripada 10% sebelum kegagalan.

Ujian tegangan adalah penting untuk bahan yang digunakan dalam komponen struktur, seperti logam, Plastik, dan bahan komposit.
Ia memberikan data yang berharga tentang bagaimana bahan akan berkelakuan di bawah ketegangan dalam aplikasi dunia nyata, dari kabel di jambatan ke komponen di kapal terbang.

2. Ujian mampatan

Ujian mampatan menilai keupayaan bahan untuk menahan daya mampatan - daya yang mendorong atau memerah bahan.
Ujian ini amat berguna untuk bahan rapuh, seperti konkrit, Seramik, dan beberapa logam.

Dalam ujian ini, Sampel bahan diletakkan dalam mesin ujian mampatan, di mana beban digunakan sehingga bahan berubah atau gagal.

Parameter utama diukur:

• Kekuatan mampatan: Beban mampatan maksimum bahan yang boleh ditanggung sebelum kegagalan berlaku.
  Contohnya, konkrit biasanya mempunyai kekuatan mampatan 20-40 MPA, Walaupun konkrit kekuatan tinggi dapat melebihi 100 MPA.
• Kekuatan menghancurkan: Titik di mana patah bahan rapuh di bawah mampatan.
  Ini relevan untuk bahan -bahan seperti seramik atau casting, yang boleh memecahkan daya mampatan yang agak rendah berbanding dengan bahan mulur.

Ujian mampatan amat penting dalam pembinaan dan kejuruteraan awam, di mana bahan seperti lajur konkrit dan keluli direka untuk menyokong beban yang signifikan.

Ujian ini memastikan bahawa bahan dapat menanggung beban struktur berat tanpa kegagalan.

3. Ujian keletihan

Ujian keletihan adalah penting untuk bahan yang tertakluk kepada beban kitaran atau berulang, seperti yang terdapat dalam jentera, komponen automotif, dan pesawat.

Bahan sering dapat menahan tahap tekanan yang tinggi tetapi mungkin gagal di bawah kitaran pemuatan dan pemunggahan berulang.

Dalam ujian keletihan, a material is subjected to repeated cycles of stress until it eventually fails.

The test simulates real-world conditions, where parts are subjected to fluctuations in load over time, such as engine parts in a car or turbine blades in an aircraft engine.

Parameter utama diukur:

• Kekuatan keletihan: The maximum stress a material can endure for a given number of cycles before failure.
  Contohnya, steel components in automotive parts might have a fatigue strength of around 250 MPA.
• S-N Curve (Tekanan vs. Number of Cycles): This curve plots the relationship between the applied stress and the number of cycles a material can withstand before failure.
  Materials like titanium alloys are known for having high fatigue strength, making them suitable for aerospace applications.

Fatigue testing is vital in industries where components experience cyclical stresses, termasuk automotif, Aeroangkasa, dan pembuatan, di mana bahagian perlu menahan berjuta -juta kitaran pemuatan tanpa kegagalan.

4. Ujian kilasan

Ujian kilasan mengukur keupayaan bahan untuk menahan daya berpusing atau putaran. Bahannya ditetapkan pada satu hujung, dan tork digunakan untuk hujung yang lain, menyebabkannya berpusing.

Ujian ini memberikan gambaran tentang kekuatan ricih bahan, Ciri -ciri ubah bentuk plastik, dan tindak balas terhadap tekanan putaran.

Parameter utama diukur:

• Kekuatan ricih: Keupayaan bahan untuk menentang pasukan ricih. Contohnya, keluli biasanya mempunyai kekuatan ricih di sekitar 300 MPA, Walaupun bahan yang lebih lembut seperti aluminium mungkin mempunyai kekuatan ricih yang lebih rendah.
• Modulus kilasan: Rintangan bahan untuk memutar, yang membantu dalam menentukan kekakuan keseluruhan bahan yang digunakan dalam komponen berputar seperti aci.
• Ubah bentuk plastik: Tahap berpusing atau ubah bentuk kekal sebelum bahan pecah.
  Bahan mulur akan menjalani memutar diri sebelum kegagalan, Walaupun bahan rapuh gagal dengan cepat selepas sedikit ubah bentuk.

Ujian kilasan adalah penting untuk menilai bahan yang digunakan dalam komponen seperti aci, bolt, dan paip yang mengalami daya putaran dalam jentera, Automotif, dan aplikasi aeroangkasa.

5. Nick Break Testing

Ujian Nick Break adalah ujian kesan khusus yang digunakan terutamanya untuk menilai kekuatan sendi dikimpal.

Takuk kecil dibuat di kawasan yang dikimpal, dan kemudian sampel diserang dengan daya impak.

Patah biasanya berlaku pada sendi yang dikimpal dan cara fraktur bahan dapat menunjukkan kualiti kimpalan.

Parameter utama diukur:

• Kekuatan kimpalan: Ini mengukur keupayaan sendi yang dikimpal untuk menahan patah di bawah kesan. Kimpalan yang kuat akan mempamerkan patah minimum dan penyerapan tenaga maksimum.
• Kesan ketangguhan: Keupayaan bahan untuk menyerap tenaga sebelum gagal. Bahan dengan ketangguhan yang tinggi akan menahan patah rapuh walaupun dalam keadaan yang teruk.

Ujian ini penting untuk industri yang bergantung kepada kimpalan untuk integriti struktur, seperti pembinaan kapal, pembinaan, dan pembuatan saluran paip.

6. Ujian Creep

Ujian Creep menilai bagaimana bahan ubah bentuk di bawah beban malar dalam tempoh yang panjang, terutamanya pada suhu tinggi.

Untuk bahan yang terdedah kepada tekanan jangka panjang, seperti dalam loji kuasa atau enjin aeroangkasa, Memahami tingkah laku rayap sangat penting.

Semasa ujian, bahan tertakluk kepada tekanan berterusan pada suhu yang tinggi, dan jumlah ubah bentuk (merayap) diukur dari masa ke masa.

Parameter utama diukur:

• Kadar rayapan: Kadar di mana bahan ubah bentuk di bawah tekanan dari masa ke masa. Bahan seperti superalloy yang digunakan dalam enjin jet sering mempunyai kadar rayap yang sangat rendah untuk memastikan prestasi pada suhu tinggi.
• Kekuatan Creep: Keupayaan bahan untuk menentang ubah bentuk di bawah tekanan yang berterusan pada suhu tinggi.
• Transformasi suhu masa (Ttt) Lengkung: Keluk ini menunjukkan bagaimana suhu dan masa mempengaruhi kadar rayap bahan.

Ujian creep sangat penting dalam aplikasi suhu tinggi seperti turbin, enjin, dan reaktor, di mana bahan mesti menahan tegasan terma dan mekanikal yang berpanjangan tanpa kegagalan.

Kesimpulan

Enam ujian kekuatan ini - tegangan, mampatan, keletihan, kilasan, Nick Break, dan merayap - memberikan pandangan penting tentang bagaimana bahan akan dilakukan di bawah pelbagai jenis tekanan.

Setiap ujian berfungsi dengan tujuan yang unik, sama ada menilai ketahanan bahan terhadap ketegangan, mampatan, Tekanan kitaran, Pasukan berpusing, atau ubah bentuk suhu tinggi.

Dengan memahami kekuatan dan kelemahan bahan melalui ujian ini, Jurutera boleh membuat keputusan yang lebih tepat apabila memilih bahan untuk aplikasi tertentu.

Memastikan keselamatan, ketahanan, dan kebolehpercayaan merentasi pelbagai industri.

 

Cara memesan produk dari deze？