Mtihani wa nguvu wa nguvu hutumiwa hasa kuamua uwezo wa vifaa vya chuma kupinga uharibifu wakati wa mchakato wa kunyoosha, na ni moja ya viashiria muhimu vya kutathmini mali ya mitambo ya vifaa.
1. Mtihani wa mkazo
Mtihani wa mvutano unategemea kanuni za msingi za mechanics ya nyenzo. Kwa kutumia mzigo wa mvutano kwa sampuli ya nyenzo chini ya hali fulani, husababisha deformation ya mvutano hadi sampuli itakapovunjika. Wakati wa jaribio, urekebishaji wa sampuli ya majaribio chini ya mizigo tofauti na mzigo wa juu zaidi wakati mapumziko ya sampuli yanarekodiwa, ili kuhesabu nguvu ya mavuno, nguvu ya mkazo na viashiria vingine vya utendaji wa nyenzo.
Mkazo σ = F/A
σ ni nguvu ya mkazo (MPa)
F ni mzigo wa mkazo (N)
A ni sehemu ya sehemu ya sampuli
2. Curve ya mvutano
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 ni mzigo wa juu wa kudumisha mstari wa moja kwa moja.
b. Baada ya mzigo kuzidi Fp, curve ya mvutano huanza kuchukua uhusiano usio na mstari. Sampuli huingia kwenye hatua ya awali ya deformation, na mzigo huondolewa, na sampuli inaweza kurudi kwenye hali yake ya awali na kuharibika kwa elastically.
c. Baada ya mzigo kuzidi Fe, mzigo huondolewa, sehemu ya deformation inarejeshwa, na sehemu ya deformation ya mabaki huhifadhiwa, ambayo inaitwa deformation ya plastiki. Fe inaitwa kikomo cha elastic.
d. Wakati mzigo unapoongezeka zaidi, curve ya mvutano inaonyesha sawtooth. Wakati mzigo hauongezeki au kupungua, hali ya kurefusha kwa sampuli ya majaribio inaitwa kutoa. Baada ya kuzaa, sampuli huanza kupitia deformation dhahiri ya plastiki.
e. Baada ya kuzaa, sampuli inaonyesha ongezeko la upinzani wa deformation, ugumu wa kazi na kuimarisha deformation. Wakati mzigo unafikia Fb, sehemu sawa ya sampuli hupungua kwa kasi. 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 fracture.
Nguvu ya Mavuno
Nguvu ya mavuno ni thamani ya juu ya dhiki ambayo nyenzo za chuma zinaweza kuhimili tangu mwanzo wa deformation ya plastiki ili kukamilisha fracture wakati inakabiliwa na nguvu ya nje. Thamani hii inaashiria hatua muhimu ambapo mabadiliko ya nyenzo kutoka hatua ya deformation ya elastic hadi hatua ya deformation ya plastiki.
Uainishaji
Nguvu ya mavuno ya juu: inarejelea mkazo wa juu zaidi wa sampuli kabla ya nguvu kushuka kwa mara ya kwanza wakati kuzaa kunatokea.
Nguvu ya mavuno ya chini: inarejelea mkazo wa chini katika hatua ya mavuno wakati athari ya awali ya muda mfupi inapuuzwa. Kwa kuwa thamani ya kiwango cha chini cha mavuno ni thabiti, kawaida hutumiwa kama kiashiria cha upinzani wa nyenzo, inayoitwa kiwango cha mavuno au nguvu ya mavuno.
Fomula ya hesabu
Kwa nguvu ya juu ya mavuno: R = F / Sₒ, ambapo F ndiyo nguvu ya juu zaidi kabla ya nguvu kushuka kwa mara ya kwanza katika hatua ya mavuno, na S- ni eneo la awali la sehemu ya sampuli.
Kwa nguvu ya chini ya mavuno: R = F / Sₒ, ambapo F ni nguvu ya chini kabisa F inayopuuza athari ya awali ya muda mfupi, na S- ni eneo la awali la sehemu ya sampuli.
Kitengo
Kipimo cha nguvu ya mavuno kwa 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 unakabiliwa na nguvu ya nje zaidi ya kikomo hiki, chuma cha chini cha kaboni kitazalisha deformation ya kudumu na haiwezi kurejeshwa; wakati inakabiliwa na nguvu ya nje chini ya kikomo hiki, chuma cha chini cha kaboni kinaweza kurudi katika hali yake ya awali.
Nguvu ya mavuno ni moja ya viashiria muhimu vya kutathmini mali ya mitambo ya vifaa vya chuma. Inaonyesha uwezo wa vifaa kupinga deformation ya plastiki wakati inakabiliwa na nguvu za nje.
Nguvu ya mkazo
Nguvu ya mkazo ni uwezo wa nyenzo kustahimili uharibifu chini ya mzigo wa mkazo, ambao unaonyeshwa haswa kama kiwango cha juu cha dhiki ambayo nyenzo inaweza kuhimili wakati wa mchakato wa mkazo. Wakati mkazo wa mvutano kwenye nyenzo unazidi nguvu zake za mkazo, nyenzo zitapitia deformation ya plastiki au fracture.
Fomula ya hesabu
Fomula ya kuhesabu nguvu ya mkazo (σt) ni:
σt = F / A
Ambapo F ndio nguvu ya juu zaidi ya mkazo (Newton, N) ambayo sampuli inaweza kustahimili kabla ya kuvunjika, na A ni sehemu ya awali ya sehemu ya sampuli (milimita ya mraba, mm²).
Kitengo
Kitengo cha nguvu ya mkazo kwa kawaida ni MPa (megapascal) au N/mm² (Newton kwa milimita ya mraba). MPa 1 ni sawa na Newtons 1,000,000 kwa kila mita ya mraba, ambayo pia ni sawa na 1 N/mm².
Mambo yanayoathiri
Nguvu ya mvutano huathiriwa na mambo mengi, ikiwa ni pamoja na muundo wa kemikali, muundo mdogo, mchakato wa matibabu ya joto, njia ya usindikaji, nk. Nyenzo tofauti zina nguvu tofauti za kuvuta, kwa hiyo katika matumizi ya vitendo, ni muhimu kuchagua nyenzo zinazofaa kulingana na sifa za mitambo. nyenzo.
Utumizi wa vitendo
Nguvu ya mvutano ni parameter 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 ya mvutano ni jambo ambalo lazima lizingatiwe. Kwa mfano, katika uhandisi wa ujenzi, nguvu ya mvutano wa chuma ni jambo muhimu katika kuamua ikiwa inaweza kuhimili mizigo; katika uwanja wa anga, nguvu ya mvutano ya vifaa vyepesi na vya juu-nguvu ni ufunguo wa kuhakikisha usalama wa ndege.
Nguvu ya uchovu:
Uchovu wa metali hurejelea mchakato ambao nyenzo na vipengele hatua kwa hatua hutoa uharibifu wa kudumu wa ndani katika sehemu moja au kadhaa chini ya mkazo wa mzunguko au matatizo ya mzunguko, na nyufa au fractures kamili ya ghafla hutokea baada ya idadi fulani ya mizunguko.
Vipengele
Ghafla kwa wakati: Kushindwa kwa uchovu wa chuma mara nyingi hutokea ghafla kwa muda mfupi bila dalili za wazi.
Eneo katika nafasi: Kushindwa kwa uchovu kwa kawaida hutokea katika maeneo ya ndani ambapo dhiki imejilimbikizia.
Unyeti kwa mazingira na kasoro: Uchovu wa chuma ni nyeti sana kwa mazingira na kasoro ndogo ndani ya nyenzo, ambayo inaweza kuharakisha mchakato wa uchovu.
Mambo yanayoathiri
Amplitude ya dhiki: Ukubwa wa dhiki huathiri moja kwa moja maisha ya uchovu wa chuma.
Wastani wa ukubwa wa dhiki: Kadiri mkazo wa wastani unavyoongezeka, ndivyo maisha ya uchovu wa chuma yanavyopungua.
Idadi ya mizunguko: Mara nyingi chuma iko chini ya mkazo wa mzunguko au shida, ndivyo mkusanyiko wa uharibifu wa uchovu unavyozidi kuwa mbaya.
Hatua za kuzuia
Boresha uteuzi wa nyenzo: Chagua nyenzo zilizo na viwango vya juu vya uchovu.
Kupunguza umakinifu wa mfadhaiko: Punguza mkusanyiko wa mfadhaiko kupitia muundo wa muundo au mbinu za uchakataji, kama vile kutumia mipito ya kona ya mviringo, kuongeza vipimo vya sehemu mbalimbali, n.k.
Matibabu ya uso: Kusafisha, kunyunyizia dawa, nk kwenye uso wa chuma ili kupunguza kasoro za uso na kuboresha nguvu za uchovu.
Ukaguzi na matengenezo: Kagua vipengele vya chuma mara kwa mara ili kugundua na kurekebisha kasoro kama vile nyufa; kudumisha sehemu zinazokabiliwa na uchovu, kama vile kubadilisha sehemu zilizochakaa na kuimarisha viungo dhaifu.
Uchovu wa chuma ni hali ya kawaida ya kushindwa kwa chuma, ambayo ina sifa ya ghafla, eneo na unyeti kwa mazingira. Amplitude ya dhiki, ukubwa wa wastani wa dhiki na idadi ya mizunguko ni sababu kuu zinazoathiri uchovu wa chuma.
Curve ya SN: inaelezea maisha ya uchovu wa nyenzo chini ya viwango tofauti vya mkazo, ambapo S inawakilisha dhiki na N inawakilisha idadi ya mizunguko ya dhiki.
Fomula ya mgawo wa nguvu ya uchovu:
(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)
Ambapo (Ka) ni kipengele cha mzigo, (Kb) ni kipengele cha ukubwa, (Kc) ni kipengele cha joto, (Kd) ni kipengele cha ubora wa uso, na (Ke) ni kipengele cha kuegemea.
Usemi wa hisabati wa curve ya SN:
(\sigma^m N = C)
Ambapo (\sigma) ni dhiki, N ni idadi ya mizunguko ya dhiki, na m na C ni vitu vya kudumu.
Hatua za kuhesabu
Amua vitu vya kudumu:
Amua maadili ya m na C kupitia majaribio au kwa kurejelea fasihi husika.
Amua sababu ya mkusanyiko wa mkazo: Zingatia umbo halisi na saizi ya sehemu, na vile vile mkusanyiko wa dhiki unaosababishwa na minofu, njia kuu, n.k., ili kubaini sababu ya mkusanyiko wa dhiki K. Kokotoa nguvu ya uchovu: Kulingana na curve na dhiki ya SN. sababu ya mkusanyiko, pamoja na maisha ya kubuni na kiwango cha dhiki ya kazi ya sehemu, mahesabu ya nguvu ya uchovu.
2. Plastiki:
Plastiki inahusu mali ya nyenzo ambayo, wakati inakabiliwa na nguvu ya nje, hutoa deformation ya kudumu bila kuvunja wakati nguvu ya nje inazidi kikomo chake cha elastic. Deformation hii haiwezi kutenduliwa, na nyenzo hazitarudi kwenye sura yake ya awali hata ikiwa nguvu ya nje imeondolewa.
Kiashiria cha plastiki na fomula yake ya hesabu
Kurefusha (δ)
Ufafanuzi: Kurefusha ni asilimia ya ubadilikaji jumla wa sehemu ya upimaji baada ya kielelezo kuvunjika kwa mvutano hadi urefu wa geji asilia.
Mfumo: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Ambapo L0 ni urefu wa geji asili ya sampuli;
L1 ni urefu wa kipimo baada ya sampuli kuvunjwa.
Kupunguza sehemu (Ψ)
Ufafanuzi: Upunguzaji wa sehemu ni asilimia ya upunguzaji wa juu zaidi katika eneo la sehemu ya msalaba kwenye sehemu ya shingo baada ya sampuli kuvunjwa hadi eneo la awali la sehemu ya msalaba.
Mfumo: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Ambapo F0 ni sehemu ya awali ya sehemu ya sampuli;
F1 ni eneo la sehemu ya msalaba kwenye sehemu ya shingo baada ya sampuli kuvunjwa.
3. Ugumu
Ugumu wa chuma ni index ya mali ya mitambo ili kupima ugumu wa vifaa vya chuma. Inaonyesha uwezo wa kupinga deformation kwa kiasi cha ndani kwenye uso wa chuma.
Uainishaji na uwakilishi wa ugumu wa chuma
Ugumu wa chuma una aina mbalimbali za uainishaji na mbinu za uwakilishi kulingana na mbinu tofauti za mtihani. Hasa ni pamoja na yafuatayo:
Ugumu wa Brinell (HB):
Upeo wa uwekaji: Hutumika kwa ujumla wakati nyenzo ni laini, kama vile metali zisizo na feri, chuma kabla ya matibabu ya joto au baada ya kunyonya.
Kanuni ya mtihani: Kwa ukubwa fulani wa mzigo wa mtihani, mpira wa chuma mgumu au mpira wa carbudi wa kipenyo fulani unasisitizwa kwenye uso wa chuma ili kupimwa, na mzigo hupakuliwa baada ya muda maalum, na kipenyo cha indentation. juu ya uso wa kupimwa hupimwa.
Fomula ya kukokotoa: Thamani ya ugumu wa Brinell ni mgawo uliopatikana kwa kugawanya mzigo kwa eneo la uso wa duara la ujongezaji.
Ugumu wa Rockwell (HR):
Upeo wa maombi: Kwa ujumla hutumiwa kwa nyenzo zenye ugumu wa juu, kama vile ugumu baada ya matibabu ya joto.
Kanuni ya mtihani: Sawa na ugumu wa Brinell, lakini kwa kutumia vichunguzi tofauti (almasi) na mbinu tofauti za kukokotoa.
Aina: Kulingana na maombi, kuna HRC (kwa vifaa vya ugumu wa juu), HRA, HRB na aina nyingine.
Ugumu wa Vickers (HV):
Upeo wa maombi: Inafaa kwa uchambuzi wa darubini.
Kanuni ya mtihani: Bonyeza uso wa nyenzo wenye mzigo wa chini ya 120kg na indenta ya koni ya mraba ya almasi yenye pembe ya kipeo ya 136°, na ugawanye eneo la uso wa shimo la kujongeza la nyenzo kwa thamani ya mzigo ili kupata thamani ya ugumu wa Vickers.
Ugumu wa Leeb (HL):
Vipengele: Kijaribu cha ugumu kinachoweza kubebeka, rahisi kupima.
Kanuni ya mtihani: Tumia mdundo unaotokana na kichwa cha mpira unaoathiriwa baada ya kuathiri uso wa ugumu, na ukokote ugumu kwa uwiano wa kasi ya kurudi nyuma ya ngumi katika 1mm kutoka uso wa sampuli hadi kasi ya athari.
Muda wa kutuma: Sep-25-2024
