Muhtasari wa mali ya mitambo ya vifaa vya chuma

Mtihani wa nguvu wa nguvu hutumiwa sana kuamua uwezo wa vifaa vya chuma kupinga uharibifu wakati wa mchakato wa kunyoosha, na ni moja wapo ya viashiria muhimu vya kutathmini mali ya mitambo ya vifaa.

1

Mtihani wa tensile ni msingi wa kanuni za msingi za mechanics ya nyenzo. Kwa kutumia mzigo mgumu kwa sampuli ya nyenzo chini ya hali fulani, husababisha uharibifu mkubwa hadi sampuli itakapovunjika. Wakati wa jaribio, mabadiliko ya sampuli ya majaribio chini ya mizigo tofauti na mzigo wa juu wakati sampuli za mapumziko zinarekodiwa, ili kuhesabu nguvu ya mavuno, nguvu tensile na viashiria vingine vya utendaji wa nyenzo.

Dhiki σ = f/a

σ ni nguvu tensile (MPA)

F ni mzigo mgumu (n)

A ni eneo la sehemu ya mfano

2. Curve tensile

Uchambuzi wa hatua kadhaa za mchakato wa kunyoosha:

a. Katika hatua ya OP na mzigo mdogo, elongation iko kwenye uhusiano wa mstari na mzigo, na FP ndio mzigo mkubwa wa kudumisha mstari wa moja kwa moja.

b. Baada ya mzigo kuzidi FP, Curve tensile huanza kuchukua uhusiano usio na mstari. Sampuli inaingia katika hatua ya uharibifu wa awali, na mzigo huondolewa, na sampuli inaweza kurudi katika hali yake ya asili na kuharibika kwa nguvu.

c. Baada ya mzigo kuzidi Fe, mzigo huondolewa, sehemu ya deformation hurejeshwa, na sehemu ya mabadiliko ya mabaki huhifadhiwa, ambayo huitwa deformation ya plastiki. FE inaitwa kikomo cha elastic.

d. Wakati mzigo unapoongezeka zaidi, curve tensile inaonyesha sawtooth. Wakati mzigo haukuongezeka au kupungua, hali ya kueneza inayoendelea ya sampuli ya majaribio inaitwa kutoa. Baada ya kujitolea, sampuli huanza kupitia deformation dhahiri ya plastiki.

e. Baada ya kujitolea, sampuli inaonyesha kuongezeka kwa upinzani wa deformation, kufanya kazi kwa ugumu na uimarishaji wa deformation. Wakati mzigo unafikia FB, sehemu ile ile ya sampuli hupungua sana. FB ndio kikomo cha nguvu.

f. Jambo la shrinkage husababisha kupungua kwa uwezo wa kuzaa wa sampuli. Wakati mzigo unafikia FK, sampuli huvunja. Hii inaitwa mzigo wa kupunguka.

Nguvu ya mavuno

Nguvu ya mavuno ni kiwango cha juu cha dhiki ambacho vifaa vya chuma vinaweza kuhimili tangu mwanzo wa deformation ya plastiki kukamilisha kupunguka wakati inakabiliwa na nguvu ya nje. Thamani hii inaashiria hatua muhimu ambapo mabadiliko ya nyenzo kutoka kwa hatua ya deformation ya elastic hadi hatua ya deformation ya plastiki.

Uainishaji

Nguvu ya Mazao ya Juu: Inahusu mkazo wa kiwango cha juu kabla ya nguvu kushuka kwa mara ya kwanza wakati wa kujitoa hufanyika.

Nguvu ya chini ya mavuno: inahusu mkazo wa chini katika hatua ya mavuno wakati athari ya muda mfupi inapuuzwa. Kwa kuwa thamani ya kiwango cha chini cha mavuno ni sawa, kawaida hutumiwa kama kiashiria cha upinzani wa nyenzo, inayoitwa hatua ya mavuno au nguvu ya mavuno.

Formula ya hesabu

Kwa nguvu ya juu ya mavuno: r = f / sₒ, ambapo F ndio nguvu kubwa kabla ya nguvu kushuka kwa mara ya kwanza katika hatua ya mavuno, na Sₒ ndio eneo la sehemu ya msingi ya sampuli.

Kwa nguvu ya chini ya mavuno: r = f / sₒ, ambapo f ni nguvu ya chini f kupuuza athari ya mwanzo ya muda, na Sₒ ndio eneo la sehemu ya msingi ya sampuli.

Sehemu

Sehemu ya nguvu ya mavuno kawaida ni MPA (megapascal) au N/mm² (Newton kwa milimita ya mraba).

Mfano

Chukua chuma cha chini cha kaboni kama mfano, kikomo chake cha mavuno kawaida ni 207mpa. Wakati inakabiliwa na nguvu ya nje kubwa kuliko kikomo hiki, chuma cha chini cha kaboni kitatoa mabadiliko ya kudumu na haiwezi kurejeshwa; Inapowekwa chini ya nguvu ya nje chini ya kikomo hiki, chuma cha chini cha kaboni kinaweza kurudi katika hali yake ya asili.

Nguvu ya mavuno ni moja wapo ya viashiria muhimu vya kutathmini mali ya mitambo ya vifaa vya chuma. Inaonyesha uwezo wa vifaa vya kupinga uharibifu wa plastiki wakati unakabiliwa na nguvu za nje.

Nguvu tensile

Nguvu tensile ni uwezo wa nyenzo kupinga uharibifu chini ya mzigo tensile, ambayo huonyeshwa mahsusi kama kiwango cha juu cha dhiki ambacho nyenzo zinaweza kuhimili wakati wa mchakato mgumu. Wakati dhiki tensile juu ya nyenzo inazidi nguvu yake tensile, nyenzo zitapitia deformation ya plastiki au kupunguka.

Formula ya hesabu

Njia ya hesabu ya nguvu tensile (σT) ni:

σt = f / a

Ambapo F ni nguvu ya kiwango cha juu (Newton, N) ambayo mfano unaweza kuhimili kabla ya kuvunja, na A ndio eneo la asili la sehemu ya mfano (milimita ya mraba, mm²).

Sehemu

Sehemu ya nguvu tensile kawaida ni MPA (megapascal) au N/mm² (Newton kwa milimita ya mraba). 1 MPa ni sawa na vipya 1,000,000 kwa kila mita ya mraba, ambayo pia ni sawa na 1 N/mm².

Sababu za kushawishi

Nguvu tensile huathiriwa na sababu nyingi, pamoja na muundo wa kemikali, muundo wa kipaza sauti, mchakato wa matibabu ya joto, njia ya usindikaji, nk Vifaa tofauti vina nguvu tofauti, kwa hivyo katika matumizi ya vitendo, inahitajika kuchagua vifaa vinavyofaa kulingana na mali ya mitambo ya vifaa.

Matumizi ya vitendo

Nguvu tensile ni parameta muhimu sana katika uwanja wa sayansi ya vifaa na uhandisi, na mara nyingi hutumiwa kutathmini mali ya mitambo ya vifaa. Kwa upande wa muundo wa muundo, uteuzi wa nyenzo, tathmini ya usalama, nk, nguvu tensile ni jambo ambalo lazima lizingatiwe. Kwa mfano, katika uhandisi wa ujenzi, nguvu tensile ya chuma ni jambo muhimu katika kuamua ikiwa inaweza kuhimili mizigo; Katika uwanja wa anga, nguvu tensile ya vifaa nyepesi na nguvu ya juu ndio ufunguo wa kuhakikisha usalama wa ndege.

Nguvu ya uchovu:

Uchovu wa chuma unamaanisha mchakato ambao vifaa na vifaa vinatoa hatua kwa hatua uharibifu wa ndani katika sehemu moja au kadhaa chini ya dhiki ya mzunguko au shida ya mzunguko, na nyufa au fractures kamili ya ghafla hufanyika baada ya idadi fulani ya mizunguko.

Vipengee

Ghafla kwa wakati: Kushindwa kwa uchovu wa chuma mara nyingi hufanyika ghafla katika kipindi kifupi bila ishara dhahiri.

Eneo katika nafasi: Kushindwa kwa uchovu kawaida hufanyika katika maeneo ya ndani ambapo mafadhaiko hujilimbikizia.

Usikivu kwa mazingira na kasoro: uchovu wa chuma ni nyeti sana kwa mazingira na kasoro ndogo ndani ya nyenzo, ambayo inaweza kuharakisha mchakato wa uchovu.

Sababu za kushawishi

Amplitude ya Dhiki: Ukuu wa dhiki huathiri moja kwa moja maisha ya uchovu wa chuma.

Wastani wa Dhiki ya Dhiki: Kuzidi kwa Mkazo wa Wastani, Mfupi wa Maisha ya Uchovu wa Metal.

Idadi ya mizunguko: Mara zaidi chuma iko chini ya mkazo wa mzunguko au shida, mkusanyiko mkubwa zaidi wa uharibifu wa uchovu.

Hatua za kuzuia

Boresha uteuzi wa nyenzo: Chagua vifaa na mipaka ya juu ya uchovu.

Kupunguza mkusanyiko wa mafadhaiko: Punguza mkusanyiko wa mkazo kupitia muundo wa muundo au njia za usindikaji, kama vile kutumia mabadiliko ya kona ya pande zote, kuongeza vipimo vya sehemu ya msalaba, nk.

Matibabu ya uso: polishing, kunyunyizia dawa, nk kwenye uso wa chuma ili kupunguza kasoro za uso na kuboresha nguvu ya uchovu.

Ukaguzi na matengenezo: Chunguza vifaa vya chuma mara kwa mara ili kugundua na kukarabati kasoro kama vile nyufa; Kudumisha sehemu zinazokabiliwa na uchovu, kama vile kubadilisha sehemu zilizovaliwa na kuimarisha viungo dhaifu.

Uchovu wa chuma ni hali ya kawaida ya kushindwa kwa chuma, ambayo inaonyeshwa na ghafla, eneo na unyeti kwa mazingira. Amplitude ya dhiki, ukubwa wa dhiki ya wastani na idadi ya mizunguko ndio sababu kuu zinazoathiri uchovu wa chuma.

Curve ya SN: Inaelezea maisha ya uchovu wa vifaa chini ya viwango tofauti vya dhiki, ambapo S inawakilisha mafadhaiko na N inawakilisha idadi ya mizunguko ya mafadhaiko.

Mfumo wa nguvu ya uchovu:

(Kf = ka

Ambapo (ka) ni sababu ya mzigo, (kb) ni sababu ya ukubwa, (kc) ndio sababu ya joto, (kd) ndio sababu ya ubora wa uso, na (ke) ndio sababu ya kuegemea.

SN curve usemi wa hisabati:

(\ sigma^m n = c)

Ambapo (\ sigma) ni mafadhaiko, n ni idadi ya mizunguko ya mafadhaiko, na m na c ni vifaa vya nyenzo.

Hatua za hesabu

Gundua vifaa vya nyenzo:

Amua maadili ya M na C kupitia majaribio au kwa kurejelea fasihi husika.

Amua sababu ya mkusanyiko wa mkazo: Fikiria sura halisi na saizi ya sehemu hiyo, na vile vile mkusanyiko wa mafadhaiko unaosababishwa na fillets, njia kuu, nk, kuamua sababu ya mkusanyiko wa K. Mahesabu ya nguvu ya uchovu: kulingana na Curve ya SN na mkazo Sababu ya mkusanyiko, pamoja na maisha ya kubuni na kiwango cha dhiki ya kufanya kazi ya sehemu hiyo, kuhesabu nguvu ya uchovu.

2. Plastiki:

Plastiki inahusu mali ya nyenzo ambayo, wakati inakabiliwa na nguvu ya nje, hutoa mabadiliko ya kudumu bila kuvunja wakati nguvu ya nje inazidi kikomo chake cha elastic. Marekebisho haya hayawezi kubadilika, na nyenzo hazitarudi kwenye sura yake ya asili hata ikiwa nguvu ya nje imeondolewa.

Index ya plastiki na formula yake ya hesabu

Elongation (δ)

Ufafanuzi: Elongation ni asilimia ya upungufu wa jumla wa sehemu ya chachi baada ya mfano huo kuharibika kwa urefu wa chachi ya asili.

Mfumo: δ = (L1 - L0) / L0 × 100%

Ambapo L0 ni urefu wa kipimo cha mfano;

L1 ni urefu wa chachi baada ya mfano kuvunjika.

Kupunguza sehemu (ψ)

Ufafanuzi: Kupunguzwa kwa sehemu ni asilimia ya kupunguzwa kwa kiwango cha juu katika eneo la msalaba katika eneo la kushinikiza baada ya mfano kuvunjika kwa eneo la asili la sehemu.

Mfumo: ψ = (F0 - F1) / F0 × 100%

Ambapo F0 ndio eneo la asili la sehemu ya mfano;

F1 ni eneo la sehemu ya msalaba katika eneo la kushinikiza baada ya mfano kuvunjika.

3. Ugumu

Ugumu wa chuma ni faharisi ya mali ya mitambo kupima ugumu wa vifaa vya chuma. Inaonyesha uwezo wa kupinga deformation katika kiasi cha ndani kwenye uso wa chuma.

Uainishaji na uwakilishi wa ugumu wa chuma

Ugumu wa chuma una aina ya uainishaji na njia za uwakilishi kulingana na njia tofauti za mtihani. Hasa ni pamoja na yafuatayo:

Ugumu wa Brinell (HB):

Upeo wa Maombi: Kwa ujumla hutumika wakati nyenzo ni laini, kama vile metali zisizo za feri, chuma kabla ya matibabu ya joto au baada ya kushinikiza.

Kanuni ya mtihani: Na saizi fulani ya mzigo wa mtihani, mpira wa chuma ngumu au mpira wa carbide wa kipenyo fulani husisitizwa ndani ya uso wa chuma kupimwa, na mzigo hupakiwa baada ya muda maalum, na kipenyo cha induction juu ya uso kupimwa hupimwa.

Mfumo wa hesabu: Thamani ya ugumu wa Brinell ni quotient inayopatikana kwa kugawa mzigo na eneo la uso wa spherical.

Ugumu wa Rockwell (HR):

Upeo wa Maombi: Kwa ujumla hutumika kwa vifaa vyenye ugumu wa hali ya juu, kama vile ugumu baada ya matibabu ya joto.

Kanuni ya mtihani: Sawa na ugumu wa Brinell, lakini kutumia probes tofauti (almasi) na njia tofauti za hesabu.

Aina: Kulingana na programu, kuna HRC (kwa vifaa vya ugumu wa hali ya juu), HRA, HRB na aina zingine.

Ugumu wa Vickers (HV):

Upeo wa Maombi: Inafaa kwa uchambuzi wa darubini.

Kanuni ya mtihani: Bonyeza uso wa nyenzo na mzigo wa chini ya 120kg na indenter ya koni ya mraba ya almasi na pembe ya vertex ya 136 °, na ugawanye eneo la uso wa shimo la nyenzo kwa thamani ya mzigo ili kupata thamani ya Vickers.

Ugumu wa Leeb (HL):

Vipengele: Jaribio la ugumu wa kubebeka, rahisi kupima.

Kanuni ya Mtihani: Tumia bounce inayotokana na kichwa cha mpira wa athari baada ya kuathiri uso wa ugumu, na kuhesabu ugumu kwa uwiano wa kasi ya kurudi nyuma ya Punch kwa 1mm kutoka kwa mfano wa mfano hadi kasi ya athari.