Механическое свойство: Глава 3.2. Механические свойства материалов и методы их определения

Содержание

Физико-механические свойства

Предел прочности при растяжении (вдоль направления армирования), МПа, не менее320ASTM D638 — 10
Предел прочности при растяжении (поперек направления армирования), МПа, не менее50ASTM D638 — 10
Модуль упругости при растяжении (вдоль направления армирования), ГПа, не менее23ASTM D638 — 10
Модуль упругости при растяжении (поперек направления армирования), ГПа, не менее8,5ASTM D638 — 10
Предел прочности при сжатии (вдоль направления армирования), МПа, не менее270ASTM D695 — 10
Предел прочности при сжатии (поперек направления армирования), МПа, не менее150ASTM D695 — 10
Коэффициент Пуассона (вдоль направления армирования)0,23ASTM D638 — 10
Предел прочности при изгибе (вдоль направления армирования), МПа, не менее300ASTM D790 — 10
Предел прочности при изгибе (поперек направления армирования), МПа, не менее75ASTM D790 — 10
Модуль упругости при изгибе (вдоль направления армирования), ГПа, не менее12ASTM D790 — 10
Модуль упругости при изгибе (поперек направления армирования), ГПа, не менее5,5ASTM D790 — 10
Плотность (г/см3)1,8-2,0_______
Коэффициент линейного расширения *10оС5-14ГОСТ 15173-70
Коэффициент теплопроводности, Вт/м20,25-0,4ГОСТ 23630.2-79
Диэлектрическая проницаемость при частоте 106 Гц, не более 4,5ГОСТ 22372-77
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом см, не менее1013IEC 60093
Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом, не менее1011IEC 60093
Дугостойкость, сек., не менее120ASTM D495-61
Теплостойкость HDT-A, К(Со), не менее473 (200)ISO 75
Водопоглощение при температуре 23±2 ºС за 24±1 часа, % не более0,6ГОСТ 4650-80

Введение в материаловедение. Механические свойства материалов

Введение в материаловедение. Механические свойства материалов

Авторы программы: д. т. н., Гнесин Б.А. и к. т. н., Гнесин И.Б.

Цель дисциплины: сформировать у студента представления о закономерностях формирования связей состав – структура – механические свойства для материалов на основе металлов и керамических материалов, обучить методам количественной оценки механических свойств материалов, важным для их использования в различных условиях.

Задачи: развитие у студентов навыков самостоятельной оценки тех или иных материалов с точки зрения их пригодности для использования в практической и экспериментальной деятельности, знакомство студентов с количественными методиками оценки механических свойств материалов в различных условиях, усвоение студентами основных определений, терминологии и закономерностей, изложенных в рамках данного курса.

Краткое содержание дисциплины:

1

Механические свойства пластичных и хрупких материалов. Влияние химического и фазового состава, технологии получения и условий эксплуатации в уровне реализуемых свойств. Основные классы материалов, рассматриваемые в курсе: металлы и их сплавы, керметы на основе карбидов тугоплавких металлов и оксидная керамика.

2

Механические испытания на растяжение, изгиб и сжатие. Оценка трещиностойкости. Статистическая  обработка результатов. Возможности изменения уровня механических свойств материалов с помощью управления их составом и структурой, роль технологии.

3

Измерения твердости по Виккерсу, Бринеллю, Роквеллу и микротвердости. Связь микротвердости и износостойкости.

4

Влияние параметров структуры и фазового состава материалов на их механические свойства. Механизмы пластической деформации и упрочнения монокристаллов и поликристаллов. Роль фазового состава, наличия дисперсных частиц, твердорастворного упрочнения.

5

Параметры состава и структуры поликристаллических материалов, влияние на механические свойства размеров зерна, кристаллографической и металлографической текстуры.

6

Высокотемпературная пластическая деформация металлов. Особенности деформации при пониженных температурах. Усталость металлов.

7

Порошковый и литейные варианты технологии получения материалов. Некоторые способы выращивания монокристаллов.

8

Сплавы системы железо-углерод. Термообработка углеродистых сталей и чугунов.

9

Легированные стали: нержавеющие и инструментальные, их термообработка.

10

Сплавы на основе меди, их термическая обработка. Сплавы на основе никеля для применения при высоких температурах, их термическая обработка.

11

Сплавы на основе алюминия их термическая обработка. Сплавы на основе титана и циркония.

12

Сплавы на основе тугоплавких металлов.

13

Керметы и твердые сплавы. Минералокерамика.

14

Оксидные керамики на основе SiO2, Al2O3. ZrO2 и огнеупорные материалы на их основе.

Общая трудоемкость дисциплины:

2 зачетные единицы.

Форма промежуточной аттестации: зачет с оценкой.

Механические свойства строительных материалов

Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений… Предел прочности — напряжение соответствующей нагрузки, при которой происходит разрушение образца.

Основные характеристики стройматериалов

Прочность

Свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих от приложенных нагрузок.

Прочность строительных материалов можно охарактеризовать пределом прочности при механическом воздействии: срезе, изгибании, растяжении, сжатии, срезе.

Предел прочности

Напряжение соответствующей нагрузки, при которой происходит разрушение образца.

Предел прочности — минимальная величина воздействия, при которой материал начинается разрушаться.

Прочность устанавливается в качестве маркировки.

Предельную величину определяют путем проведения различных испытаний образца материала. Среди стройматериалов наименьшим пределом прочности обладают тор-фоплиты — всего 0,5 Мпа.

Самый прочный материал — это высококачественная сталь — до 1000 Мпа.

Упругость

Свойство материала под воздействием нагрузок деформироваться и принимать после снятия напряжения исходные форму и размеры (резина). В отличии от хрупких тел упругие под воздействием внешних сил не разрушаются, а только деформируются.

При прекращении действия материал приобретает первоначальную форму. Ярким примером является резина. Если взять кусок этого материала и растянуть в разные стороны, то он удлинится, но стоит отпустить одну сторону — резина приобретет начальные размеры.

Пластичность

Свойство материала под воздействием нагрузки принимать другую форму и сохранять ее после снятия нагрузки.

Хрупкость

Свойство материала мгновенно разрушаться под действием сил (стекло, керамика). Под хрупкостью понимают способность вещества мгновенно разрушаться при незначительной деформации. Иными словами механическое воздействие на тело приводит к появлению трещин или раскалыванию. Примером хрупких материалов является стекло и керамика.

Сопротивление удару

Способность сопротивляться воздействию ударных нагрузок.

Твердость

Свойство материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого материала (по шкале Мооса). Под твердостью понимается способность одного вещества оказывать сопротивление воздействию другого, более твердого. Для оценивания данного показатели принято использовать десятибалльную шкалу. Минимальную твердость имеет тальк-1, самый твердый материал — алмаз, с максимальным значением в 10 балов.

Износ

Разрушение материала под совместным воздействием ударных и истирающих усилий. Измеряется потерей массы в %.

Стираемость

Способность материала под действием силы трения терять свою массу и объем. Зачастую эту способность учитывают при организации дорожного покрытия, а также укладке полов в общественных местах.

При строительстве и ремонте зданий очень важно учитывать все свойства используемых материалов, так как от них будет зависеть срок службы и надежность конструкций.

Основные свойства стройматериалов:

Плотность

Представляет собой отношение массы материала к его объему в стандартных условиях, то есть с учетом пустот и пор. Чем больше количество пор, тем, соответственно меньше плотность вещества.

Плотность определяет массу строительной конструкции, ее теплопроводность и прочность.

Прочность строительного материала

Свойство вещества оказывать сопротивление нагрузке. Конструкции здания постоянно испытывают нагрузки разного рода, под которыми они сжимаются, растягиваются или сгибаются. Строительный материал ни в коем случае не должен терять свою структуру или разрушаться.

Теплопроводность

Характеризуется количеством тепла, которое проходит через толщину материала в один метр при разнице внешней и внутренней температуры в один градус по Цельсию.

Основными факторами, которые влияют на теплопроводность вещества — это показатель плотности степень влажности. Чем меньше их значение, тем меньше тепла пропускает материал.

Влажность

Количество влаги, которое содержится в порах материала, называют влажностью. Она рассчитывается в процентном соотношении к массе идеально сухого материала. Чем выше показатель влажности, тем меньше прочность материала и выше теплопроводность.

Водопроницаемость

Данный показатель показывает количество воды, которое может пройти через материал площадью один сантиметр за один час. Для расчета данного показателя используют специальные камеры, в которых создают условия приближенные к реальным. Например, чтобы рассчитать водопроницаемость наружных плит их помещают под установку, которая имитирует косой дождь. Кровельные материалы испытывают на выносливость: то есть помещают под струю воды и рассчитывают время, через которое на другой стороне вещества появятся следы влаги.

Морозоустойчивость

Свойство влажного материала сохранять свою структуру при неоднократной заморозке. Испытания проходят по такому алгоритму: материал напитывают влагой и помещают в морозильную камеру. Далее процесс заморозки чередуется с разморозкой. В зависимости от количества циклов, которое может выдержать вещество ем присваивается соответствующие значения при маркировке.

Огнестойкость

Способность материала сохранять свою структуру при воздействии высоких температур. Предел огнестойкости определяется как время, через которое конструкция уже не сможет сохранять свою прочность.

Строительные материалы классифицируют по нескольким параметрам в зависимость от их способности гореть, воспламеняться и тлеть.

  1. Трудносгораемые материалы. Вещества, которые прекращают процесс тления и горения, если убрать источник огня.
  2. Несгораемые. Материала, которые не горят и не обугливаются.
  3. Сгораемые. Все остальные материалы.
Дата публикации статьи: 15 февраля 2016 в 20:36
Последнее обновление: 2 августа 2021 в 12:14

Не удается найти страницу | Autodesk Knowledge Network

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}}*

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}}/500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}  

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}  

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

Механические свойства основных металлов (Таблица)

Наименование металла и обозначение модификации

Механические свойства металлов

σв, МН/м2

σпц, МН/м2

σт, МН/м2

δ,%

Ψ,%

Е, МН/м2

НВ, Н/м2

Алюминий (Al)

80-110

30

30-70

40

85

72000

20-35

Бериллий(a-Be)

140

60

300000

140

Вольфрам (P-W)

1200-1400

750

420000

350

Железо (a-Fe)

250-330

120

125

25-55

70-85

210000

50

Кадмий (a-Cd)

62

3

10

20

50

530000

20

Кобальт (a-Co)

240

5

207500

125

Кремний (Si)

114500

240

Магний (Mg)

170-200

12

20-60

15

20

43600

25

Марганец:

a-Mn

P-Mn

 

хрупкий

 

 

хрупкий

 

 

хрупкий

 

 

хрупкий

 

 

хрупкий

 

 

 201600

201600

 

210

210

Медь (Cu)

220

15

60-80

60

75

132000

35

Молибден (Mo)

700

30

330000

125

Никель (a-Ni)

400-500

80

120

40

70

205000

60-80

Ниобий (Nb)

340

30

250

Олово (белоеХР-Sn)

20-40

1,5

40

75

55000

5

Свинец(Pb)

18

2,5

5-10

50

100

17000

4-6

Титан (a-Ti)

600

440

28

105000

230

Хром (a-Cr)

хрупкий

хрупкий

хрупкий

хрупкий

хрупкий

252000

220

Цирконий (a-Zr)

950

950

70000

82

Цинк (Zn)

110-150

90-100

5-20

94000

30-42

Обозначения:

σв — предел прочности при растяжении,

σпц — предел пропорциональности,

σт — предел текучести,

δ — относительное удлинение,

Ψ — относительное сужение,

Е — модуль упругости,

НВ — твердость по Бриннелю,

Механические свойства и способы определения их количественных характе-ристик: твердость, вязкость, усталостная прочность. Технологические и эксплуатационные свойства

Твердость – это сопротивление материала проникновению в его поверхность стандартного тела  (индентора), не деформирующегося при испытании.

Широкое распространение объясняется тем, что не требуются специальные образцы.

Это неразрушающий метод контроля. Основной метод оценки качества термической обработке изделия. О твердости судят либо по глубине проникновения индентора (метод Роквелла), либо по величине отпечатка от вдавливания  (методы Бринелля, Виккерса, микротвердости).

Во всех случаях происходит пластическая деформация материала. Чем больше сопротивление материала пластической деформации, тем выше твердость.

Наибольшее распространение получили методы Бринелля, Роквелла, Виккерса и микротвердости. Схемы испытаний представлены на рис. 7.1.

Рис. 7.1.   Схемы  определения твердости:

а – по Бринеллю; б – по Роквеллу; в – по Виккерсу

Твердость по Бринеллю ( ГОСТ 9012)

Испытание проводят на твердомере Бринелля (рис.7.1 а)

В качестве индентора используется стальной закаленный шарик диаметром D  2,5; 5; 10 мм, в зависимости от толщины изделия.

Нагрузка Р,  в зависимости от диаметра  шарика и измеряемой твердости: для термически обработанной стали и чугуна – , литой бронзы и латуни – , алюминия и других очень мягких металлов – .

Продолжительность выдержки τ: для стали и чугуна – 10 с,  для  латуни и бронзы – 30 с.

Полученный отпечаток измеряется в двух взаимно перпендикулярных направлениях при помощи лупы Бринелля.

Твердость определяется как отношение приложенной нагрузки Р к сферической поверхности отпечатка F:

Стандартными условиями являются: D ═ 10 мм;  Р ═ 3000 кгс;  τ ═ 10 с. В этом случае твердость по Бринеллю обозначается  НВ 250,    в других случаях указываются условия :  НВ D / P / τ,  НВ 5/ 250 /30 – 80.

Метод Роквелла  (ГОСТ 9013)

Основан на вдавливании в поверхность наконечника под определенной нагрузкой (рис. 7.1 б)

Индентор для мягких материалов (до НВ 230) – стальной шарик диаметром 1/16” (Ø1,6 мм), для более твердых материалов  – конус алмазный.

Нагружение осуществляется в два этапа. Сначала прикладывается предварительная нагрузка  (10 ктс) для плотного соприкосновения наконечника с образцом. Затем прикладывается основная нагрузка Р1,  втечение некоторого времени действует общая рабочая нагрузка  Р. После снятия основной нагрузки определяют значение твердости по глубине остаточного вдавливания наконечника h  под   нагрузкой.

В зависимости от природы материала используют три шкалы твердости  А, В, С (табл. 7.1)

Таблица 7.1.  Шкалы для определения твердости по Роквеллу

ШкалаОбозначениеИнденторНагрузка, кгОбласть применения
Р0Р1Р2
АHRAАлмазный конус < 1200105060Для особо твёрдых материалов
ВHRBСтальной закаленный шарик Æ1/16’’1090100Для относительно мягких материалов
СHRCАлмазный конус < 120010140150Для относительно твёрдых материалов

Метод Виккерса

Твердость определяется по величине отпечатка (рис.7.1 в).

В качестве индентора используется алмазная четырехгранная пирамида.с углом при вершине    136º.

Твердость рассчитывается как отношение приложенной нагрузки  P к площади поверхности отпечатка F:

Нагрузка Р  составляет  5…100 кгс. Диагональ отпечатка d измеряется при помощи микроскопа, установленного на приборе.

Преимущество данного способа в том, что можно измерять твердость любых материалов, тонкие изделия, поверхностные слои.Высокая точность и чувствительность метода.

Способ микротвердости применяют  для определения твердости отдельных структурных составляющих и фаз сплава, очень тонких поверхностных слоев (сотые доли миллиметра).

Аналогичен способу Виккерса. Индентор – пирамида меньших размеров, нагрузки при вдавливании  Р  составляют  5…500 гс

Метод царапания.

Алмазным конусом, пирамидой или шариком наносится царапина, которая  является мерой.  При нанесении царапин на другие материалы и сравнении их с мерой судят о твердости материала.

Можно  нанести царапину шириной 10 мм под  действием определенной нагрузки. Наблюдают за величиной нагрузки, которая дает эту ширину.

Динамический метод (по Шору)

Шарик бросают на поверхность с заданной высоты, он отскакивает на определенную величину. Чем больше величина отскока, тем тверже материал.

В результате проведения динамических  испытаний на ударный изгиб  специальных образцов с надрезом (ГОСТ 9454) оценивается вязкость материалов и устанавливается их склонность  к переходу из вязкого состояния в хрупкое.

Вязкость – способность материала поглощать механическую энергию внешних сил за счет пластической деформации.

Является энергетической характеристикой материала, выражается в единицах работы.  Вязкость металлов и сплавов определяется их химическим составом, термической обработкой и другими внутренними факторами. Также вязкость зависит от условий, в которых работает металл (температуры, скорости нагружения,  наличия концентраторов напряжения).

Влияние температуры.

С повышением температуры вязкость увеличивается (см. рис. 7. 2).

Предел текучести Sт существенно изменяется с изменением температуры, а сопротивление отрыву Sот не зависит от температуры. При температуре  выше Тв предел текучести меньще сопротивления отрыву. При нагружении сначала имеет место пластическое деформирование, а потом – разрушение. Металл находится в вязком состоянии.

Прт температуре ниже Тнсопротивление отрыву меньше предела текучести. В этом  случае металл разрушается без предварительной деформации, то есть находится в хрупком состоянии. Переход из вязкого состояния в хрупкое осуществляется в интервале температур

Хладоломкостью называется склонность металла к переходу в хрупкое состояние с понижением температуры.

Хладоломкими являются железо, вольфрам, цинк и другие металлы, имеющие  объемно-центрированную кубическую и гексагональную плотноупакованную кристаллическую решетку.

Рис. 7.2. Влияние температуры на пластичное и хрупкое состояние

Способы оценки вязкости.

Ударная вязкость характеризует надежность материала, его способность сопротивляться хрупкому разрушению

Испытание проводят на образцах с надрезами определенной формы и размеров. Образец устанавливают на опорах копра надрезом в сторону, противоположную удару ножа маятника,который поднимают на определенную высоту (рис. 7.3)

Рис.7.3. Схема испытания на ударную вязкость:

а – схема маятникового копра; б – стандартный образец с надрезом;

в – виды концентраторов напряжений; г – зависимость вязкости от температуры

На разрушение образца затрачивается работа:

где: Р – вес маятника,  Н – высота подъема маятника до удара,  h – высота подъема маятника после удара.

Характеристикой вязкости является ударная вязкость (ан), — удельная работа разрушения.

где: F0 — площадь поперечного сечения в месте надреза.

В ГОСТ 9454 ударная вязкость обозначается KCV. KCU. KCT.  KC – символ ударной вязкости, третий символ показывает вид надреза: острый (V), с радиусом закругления (U), трещина (Т) (рис. 7.3 в)

Серийные испытания для оценки склонности металла к хладоломкости и определения критических порогов хладоломкости.

Испытывают серию образцов при различных температурах и строят кривые ударная вязкость – температура ( ан – Т) (рис. 7.3 г),  определяя пороги хладоломкости.

Порог хладоломкости  —  температурный интервал изменения характера разрушения, является важным параметром конструкционной прочности. Чем ниже порог хладоломкости, тем менее чувствителен металл к концентраторам напряжений (резкие переходы, отверстия, риски), к скорости деформации.

Оценка вязкости по виду излома.

При вязком состоянии металла в изломе более 90 % волокон, за верхний порог хладоломкости Тв принимается температура, обеспечивающая такое состояние. При хрупком состоянии металла в изломе 10 % волокон, за нижний порог хладоломкости Тн принимается температура, обеспечивающая такое состояние. В технике за порог хладоломкости принимают температуру, при которой в изломе 50 % вязкой составляющей. Причем эта температура должна быть ниже температуры эксплуатации изделий не менее чем на 40ºС.

Испытания на выностивость (ГОСТ 2860) дают характеристики усталостной прочности.

Усталость —  разрушение материала при повторных знакопеременных напряжениях, величина которых не превышает предела текучести.

Усталостная прочность – способность материала сопротивляться усталости.

Процесс усталости состоит из трех этапов, соответствующие этим этапам зоны в изломе показаны на рис.7.4.

Рис 7.4. Схема зарождения и развития трещины при переменном изгибе

круглого образца

1 – образование трещины в наиболее нагруженной части сечения, которая подвергалась микродеформациям и получила максимальное упрочнение

2   –    постепенное распространение трещины, гладкая притертая поверхность

3  –   окончательное  разрушение,    зона “долома“, живое сечение уменьшается ,а истинное напряжение увеличивается, пока не происходит разрушение, хрупкое или вязкое

Характеристики усталостной прочности определяются при циклических испытаниях “изгиб при вращении“. Схема представлена на рис. 7.5.

Рис. 7.5. Испытания на усталость (а), кривая усталости (б)

Основные характеристики:

Предел выносливпсти-1 – при симметричном изменении нагрузки,  σR – при несимметричном изменении нагрузки) – максимальное напряжение, выдерживаемое материалом за произвольно большое число циклов нагружения N.

Ограниченный предел выносливости – максимальное напряжение, выдерживаемое материалом за определенное число циклов нагружения или время.

Живучесть – разность между числом циклов до полного разрушения и числом циклов до появления усталостной трещиныю.

Технологические свойства

Технологические свойства характеризуют способность материала подвергаться различным способам холодной и горячей обработки.

1. Литейные свойства.

Характеризуют способность материала к получению из него качественных отливок.

Жидкотекучесть – способность расплавленного металла заполнять литейную форму.

Усадка (линейная и объёмная) – характеризует способность материала изменять свои линейные размеры и объём в процессе затвердевания и охлаждения. Для предупреждения линейной усадки при создании моделей используют нестандартные метры с учетом усадки определенного металла…

Ликвация – неоднородность химического состава по объёму.

2. Способность материала к обработке давлением.

Это способность материала изменять размеры и форму под влиянием внешних нагрузок, не разрушаясь.

Она контролируется в результате технологических испытаний, проводимых в условиях, максимально приближенных к производственным.

Листовой материал испытывают на перегиб и вытяжку сферической лунки. Проволоку испытывают на перегиб, скручивание, на навивание. Трубы испытывают на раздачу, сплющивание до определённой высоты и изгиб.

Критерием годности материала является отсутствие дефектов после испытания.

3. Свариваемость.

Это способность материала образовывать неразъёмные соединения требуемого качества. Оценивается по качеству сварного шва.

4. Способность к обработке резанием.

Характеризует способность материала поддаваться обработке различным режущим инструментом. Оценивается по стойкости инструмента и по качеству  поверхностного слоя.

Эксплуатационные свойства

Эксплуатационные свойства  характеризуют способность материала работать в конкретных условиях.

Износостойкость – способность материала сопротивляться поверхностному разрушению под действием внешнего трения.

Коррозионная стойкость – способность материала сопротивляться действию агрессивных кислотных, щелочных  сред.

Жаростойкость – это способность материала сопротивляться окислению в газовой среде при высокой температуре.

Жаропрочность – это способность материала сохранять свои свойства при высоких температурах.

Хладостойкость – способность материала сохранять пластические свойства при отрицательных температурах.

Антифрикционность – способность материала прирабатываться к другому материалу.

Эти свойства определяются специальными испытаниями в зависимости от условий работы изделий.

При выборе материала для создания конструкции необходимо полностью учитывать механические, технологические и эксплуатационные свойства.

Важность понимания механических свойств

Компании по всему миру используют множество различных видов листового металла для производства своей продукции. Когда дизайнеры и инженеры пытаются решить, какой материал использовать для достижения желаемых характеристик своего продукта, они учитывают множество различных характеристик. Некоторым деталям нужна прочность, чтобы выдерживать силы или давления, некоторые должны быть легкими, чтобы быть эффективными, но все они должны соответствовать требованиям к формуемости стабильной конструкции продукта.Одним из ключевых компонентов правильного выбора и возможностей процесса является понимание механических свойств листового металла. Это приводит нас к двум основным вопросам; как мы можем получить эти механические свойства? что означает каждое механическое свойство?

Чтобы ответить на эти вопросы, давайте поговорим об испытании на растяжение. Испытание на растяжение является стандартным методом определения механических свойств материалов. Этот метод выполняется путем удерживания образца, называемого образцом, в жестком устройстве и увеличения нагрузки или напряжения, прикладываемого к натяжению образца, до тех пор, пока не произойдет разрушение.Во время этого процесса мы записываем, какое усилие или тянущее усилие прикладывается к материалу и какие изменения формы происходят с образцом. Изменения формы, которые мы ищем, — это длина (удлинение) и толщина материала. Выходная информация отображается в графическом виде и называется диаграммой напряжения-деформации. Большинство ключевых механических свойств определяется испытанием на растяжение.

Наиболее часто используемые механические свойства, определяемые во время испытания на растяжение:

Предел текучести YS является мерой эластичности материала, он показывает максимальное напряжение, которое может быть приложено к материалу до остаточной (пластической) деформации, другими словами, когда упругая деформация заканчивается, а пластическая деформация начинается.

Прочность на растяжение TS — это максимальное напряжение, которому подвергается материал до разрушения; это также определяет начало образования шейки.

Общее удлинение TE представляет собой процент, на который материал может быть растянут до того, как он порвется, обычно выражается в процентах от фиксированного калибра. Пластичность часто указывается как % относительного удлинения, что также является приблизительным показателем формуемости (более высокое число указывает на улучшенную формуемость).

Значение N Значение N также известно как показатель деформационного упрочнения; это указывает на относительную формуемость листового металла при растяжении и увеличение прочности за счет пластической деформации.Измеряется как наклон истинной кривой напряжение-деформация, как правило, между 10-20% деформации. Более высокое число указывает на лучшую способность уменьшать концентрированную деформацию за счет перераспределения деформации по большей площади.

R-значение Значение R, иногда называемое коэффициентом пластической деформации; указывает на способность листового металла противостоять утончению или утолщению. Более высокое число указывает на лучшую способность к вытяжке. Хорошее понимание и использование этих механических свойств очень важно и полезно для обрабатывающей промышленности, это позволит инженерам прогнозировать отказы, поведение и тенденции металлов во время процессов формовки.Эти механические свойства могут помочь в процессе принятия решения о выборе материала путем количественной оценки информации.

-Крейг и Уил

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Прочность, твердость, ударная вязкость, эластичность, пластичность, хрупкость и пластичность и ковкость — это механические свойства, используемые как измерения того, как металлы ведут себя под нагрузкой. Эти свойства описываются в терминах типов силы или напряжения, которые должен выдерживать металл, и как им сопротивляться.

Распространенными видами напряжения являются сжатие, растяжение, сдвиг, кручение, удар, 1-2 или сочетание этих стрессов, таких как усталость. (См.

Напряжения сжатия возникают в материале, когда силы сжимают или раздавливают материал. Колонна, поддерживающая подвесную балку, сжимается, и внутренние напряжения, возникающие внутри колонны, относятся к сжатию.

Растягивающие (или растягивающие) напряжения возникают, когда материал подвергается растяжению нагрузка; например, при использовании троса для подъема груза или при использовании его в качестве парень, чтобы закрепить антенну.«Прочность на растяжение» определяется как сопротивление продольное напряжение или растяжение и может быть измерено в фунтах на квадратный дюйм поперечное сечение. Касательные напряжения возникают внутри материала, когда внешние силы наносятся по параллельным линиям в противоположных направлениях. Силы сдвига могут отделить материал, сдвинув часть его в одном направлении, а остальную часть в другом противоположное направление.

Некоторые материалы одинаково прочны на сжатие, растяжение и сдвиг. Однако многие материалы демонстрируют заметные различия; например, затвердевший бетон имеет максимальная прочность 2000 psi на сжатие, но только 400 psi на растяжение.Углеродистая сталь имеет максимальную прочность 56 000 фунтов на квадратный дюйм при растяжении и сжатии, но максимальная прочность на сдвиг всего 42 000 фунтов на квадратный дюйм; поэтому при обращении с максимальной прочности, всегда следует указывать тип нагрузки.

Материал, подвергающийся многократным нагрузкам, обычно разрушается в какой-то момент значительно ниже максимальной прочности на растяжение, сжатие или сдвиг. Например, тонкий стальной стержень можно сломать вручную, несколько раз согнув его вперед-назад в том же месте; однако, если та же сила приложена при установившемся движении (не изгибается вперед и назад), стержень не может быть сломан.Склонность материала к выход из строя после многократного изгиба в одной и той же точке называется усталостью.

Таблица 1-2.-Механические свойства металлов/сплавов

Прочность

Прочность – это свойство, позволяющее металлу сопротивляться деформации при нагрузка. Предел прочности – это максимальное напряжение, которое может выдержать материал. Прочность на растяжение – это мера сопротивления разрыву, когда помещается в растягивающую нагрузку.

Усталостная прочность – это способность материала сопротивляться различным видам быстро меняющихся напряжений и выражается величиной знакопеременных напряжения в течение определенного количества циклов.

Ударная вязкость – это способность металла сопротивляться внезапно приложенным нагрузкам. и измеряется в футо-фунтах силы.

Твердость

Твердость — это свойство материала сопротивляться постоянному вдавливанию. Поскольку существует несколько методов измерения твердости, твердость материал всегда определяется с точки зрения конкретного теста, который использовался для измерить это свойство.Роквелл, Виккерс или Бринелль — некоторые из методов тестирование. Из этих тестов наиболее часто используется Роквелл. Основа Принцип, используемый в тесте Роквелла, заключается в том, что твердый материал может проникнуть в более мягкий. Затем мы измеряем степень проникновения и сравниваем ее со шкалой. Для черных металлов, которые обычно тверже цветных металлов, алмаз используется наконечник, а твердость обозначается цифрой

.

номер Роквелла «С». На цветных металлах, которые мягче, металлический шарик используется, а твердость обозначается числом Роквелла «B».Чтобы получить представление о свойство твердости, сравните свинец и сталь. Свинец можно поцарапать заостренная деревянная палка, но сталь не может, потому что она тверже свинца.

Полное объяснение различных методов, используемых для определения твердости материал доступен в коммерческих книгах или книгах, находящихся в вашей базовой библиотеке.

Прочность

Прочность – это свойство, позволяющее материалу выдерживать удары и деформироваться без разрыва.Прочность можно рассматривать как сочетание прочность и пластичность. Таблица 1-2 показывает порядок некоторых наиболее распространенных материалы на прочность, а также другие свойства.

Эластичность

Когда к материалу приложена нагрузка, нагрузка заставляет материал деформировать. Эластичность – это способность материала возвращаться к своей первоначальной форме. после снятия нагрузки. Теоретически пределом упругости материала является предел, до которого материал может быть нагружен и при этом восстановить свою первоначальную форму после снятия нагрузки.

Пластичность

Пластичность – это способность материала постоянно деформироваться без ломается или разрывается. Это свойство противоположно силе. Осторожно легирование металлов, сочетание пластичности и прочности используется для изготовление крупных элементов конструкции. Например, если элемент моста структура становится перегруженной, пластичность позволяет перегруженному члену течь возможность распределения нагрузки на другие части конструкции моста.

Хрупкость

Хрупкость противоположна свойству пластичности. Хрупкий металл это тот, который ломается или разбивается до того, как деформируется. Белый чугун и стекло хорошие образцы хрупкого материала. Как правило, хрупкие металлы имеют высокую прочность на сжатие, но низкая прочность на растяжение. В качестве примера вы бы не выбрать чугун для изготовления опорных балок моста.

Пластичность и пластичность

Пластичность — это свойство, позволяющее материалу растягиваться, изгибаться или скручиваться. без трещин и поломок.Это свойство позволяет материалу вытянуть в тонкую проволоку. Для сравнения, податливость — это свойство, которое позволяет материалу деформироваться сжимающими силами без образования дефектов. Ковкий материал — это материал, который можно штамповать, ковать, штамповать, прессовать или свернутый в тонкие листы.

Механические свойства горных пород — PetroWiki

Определение механических свойств коллектора имеет решающее значение для снижения риска бурения и максимизации продуктивности скважины и коллектора.Оценки механических свойств горных пород занимают центральное место в следующих [1] :

  • Программы сверления
  • Размещение скважин
  • Конструкция заканчивания скважины

Акустический каротаж может предоставить информацию, полезную для определения механических свойств пород-коллекторов.

Механические свойства горных пород

Механические свойства включают:

  • Упругие свойства (модуль Юнга, модуль сдвига, объемный модуль и коэффициент Пуассона) [Расчеты этих свойств см. в разделе Зависимости напряжений и деформаций в горных породах]
  • Неупругие свойства (градиент разрушения и прочность пласта)

Упругость — это свойство вещества, которое заставляет его сопротивляться деформации в объеме или форме.Закон Гука описывает поведение упругих материалов и утверждает, что при малых деформациях результирующая деформация пропорциональна приложенному напряжению.

  • Напряжение – это сила, приложенная к единице площади
  • Деформация — это частичное искажение, возникающее из-за действующей силы
  • Модуль упругости представляет собой отношение напряжения к деформации

В зависимости от вида действующей геологической силы и типа геологической среды, на которую действует сила, могут возникать три типа деформации, а также три модуля упругости, которые соответствуют каждого вида деформации.

  • Модуль Юнга, E , представляет собой отношение напряжения одноосного сжатия (растяжения) к результирующей деформации
  • Объемный модуль, K , представляет собой изменение объема под действием гидростатического давления (т. е. отношение напряжения к деформации) ( K является обратной величиной сжимаемости.)
  • Модуль сдвига, μ , представляет собой отношение напряжения сдвига (кручения) к деформации сдвига.
  • Дополнительный параметр, коэффициент Пуассона, σ , является мерой геометрического изменения формы при одноосном напряжении.

Эти четыре упругих параметра взаимосвязаны таким образом, что любой из них может быть выражен через два других, а также может быть выражен через скорость и плотность акустических волн ( Таблица 1 ).

Таблица 1—Модульное соотношение для изотропных твердых тел

E = модуль Юнга

K = Объемный модуль

μ = Модуль сдвига

v = коэффициент Пуассона

λ = параметр Ламе

Дано
Э, К Е, мк Э,в Е,λ К, мк К,в К,λ мк,в мк, λ λ,v
Разыскивается
Е 9К μ

3К + мк

3К(1−2в) 9К(К-λ)

3K−λ

2μ(1+v) мк(3λ+мк)

λ+μ

λ(1+v)(1-2v)

против

К ___Eμ___

3(3μ−E)

____Е___

3(1-2в)

E+3λ+[(E+λ) 2 +8λ 2 ] ½

6

2μ(1+v)

3(1-2в)

λ+ 2 мк

  3

λ(1+v)

мк 3ЭК

9К-Е

____Е___

2(1+v)

E-3λ+[(E+λ) 2 +8λ 2 ] 1/2

4

3К(1−2в)

2(1+v)

3 (К-2λ)

2

2(1-2в)

в 1 _ Е

2 6K

Е _ 1

  2 мкм

[(E+λ) 2 + 8λ 2 ] ½ — E — h

3K−2μ

2(3К+мк)

___λ___

3K−λ

___λ___

2(λ+μ)

λ 3К(3К−Э)

9К-Е

мк(E-2 мк

3 мк-Е

____вЕ_____

(1+в)(1−2в)

К- 2 мкм

  3

3кв

1+v

2 мкВ

1-2В

Расчет механических свойств горных пород

Данные, необходимые для расчета механических свойств породы:

Скорости сдвига и сжатия зависят от:

  • Объемный модуль
  • Модуль сдвига
  • Плотность измеряемого пласта.

    • Коэффициент Пуассона
    • Модуль Юнга
    • Объемный модуль
    • Модуль сдвига

    Когда это возможно, полученные каротажем динамические свойства породы должны быть откалиброваны по статическим (лабораторным) свойствам, полученным по керну, поскольку статические измерения более точно отражают механические свойства пласта-коллектора. [2] [3] [4] [5] [6] Механические свойства горных пород можно определить с помощью одного из следующих методов:

    • Обычные эмпирические карты [7]
    • Компьютерные программы

    Модули упругости и коэффициент Пуассона используются в различных приложениях. [8] Эти приложения включают в себя:

    Применение современных многополюсных инструментов в горной механике обсуждается в статье, посвященной анализу анизотропии.

    Ссылки

    1. ↑ Fjaer, E. et al. 1992. Механика горных пород, связанных с нефтью, 1-338. Амстердам: Развитие нефтяной науки № 33, Elsevier, Амстердам.
    2. ↑ Монмайор, Х. и Грейвс, Р.М. 1985. Прогнозирование статических упругих/механических свойств сцементированных и рыхлых песков на основе акустических измерений: основные измерения. Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Лас-Вегас, Невада, 22–26 сентября 1985 г. SPE-14159-MS.http://dx.doi.org/10.2118/14159-MS
    3. ↑ Монмайор, Х. и Грейвс, Р.М. 1986. Прогноз статических упругих/механических свойств сцементированных и рыхлых песков на основе акустических измерений: корреляции. Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Новый Орлеан, Луизиана, 5-8 октября 1986 г. SPE-15644-MS. http://dx.doi.org/10.2118/15644-MS
    4. ↑ Холт, Р.М., Ингсой, П., и Миккельсон, М. 1989. Горно-механический анализ формаций водохранилищ Северного моря.SPE Form Eval 4 (1): 33-37. SPE-16796-PA. http://dx.doi.org/10.2118/16796-PA
    5. ↑ Гейтенс III, Дж. М., Харрисон III, К. В., Ланкастер, Д. Э. и другие. 1990. Стресс-тесты на месте и акустические каротажи определяют механические свойства и профили напряжений в девонских сланцах. SPE Form Eval 5 (3): 248-254. SPE-18523-PA. http://dx.doi.org/10.2118/18523-PA
    6. ↑ Йель, Д.П. 1994. Статические и динамические механические свойства пород на месторождениях Хьюготон и Панома, Канзас. Представлено на Среднеконтинентальном газовом симпозиуме SPE, Амарилло, Техас, 22-24 мая 1994 г.SPE-27939-MS. http://dx.doi.org/10.2118/27939-MS
    7. ↑ Ковальски, Дж.Дж. 1975. Параметры прочности пласта из каротажных диаграмм, статья N. Trans., Ежегодный симпозиум по каротажу 1975 года, SPWLA, 1–19.
    8. ↑ Сетхи, Д.К. 1981. Применение ГИС в механике горных пород. Представлено на Симпозиуме SPE/DOE по газовым коллекторам с низкой проницаемостью, Денвер, Колорадо, 27-29 мая 1981 г. SPE-9833-MS. http://dx.doi.org/10.2118/9833-MS
    9. ↑ Tixier, M.P., Loveless, G.W., and Anderson, R.A. 1975. Оценка прочности пласта по журналу механических свойств (включает связанный документ 6400).J Pet Technol 27 (3): 283-293. SPE-4532-PA. http://dx.doi.org/10.2118/4532-PA
    10. ↑ Stein, N. 1976. Механические свойства рыхлых песков по данным обычных каротажных работ (включает связанные статьи 6426 и 6427). J Pet Technol 28 (7): 757-763. СПЭ-5500-ПА. http://dx.doi.org/10.2118/5500-PA
    11. ↑ Onyia, E. 1988. Взаимосвязь между прочностью пласта, прочностью при бурении и свойствами электрического каротажа. Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Хьюстон, 2–5 октября.SPE-18166-MS. http://dx.doi.org/10.2118/18166-MS
    12. ↑ Стейн, Н. 1992. Данные акустического каротажа помогают определить прочность пласта. Oil & Gas J. (28 декабря): 96.
    13. ↑ Рааен А.М., Ховем К.А., Джорансон Х. и др. 1996. FORMEL: шаг вперед в регистрации прочности. Представлено на Ежегодной технической конференции и выставке SPE, Денвер, Колорадо, 6-9 октября 1996 г. SPE-36533-MS. http://dx.doi.org/10.2118/36533-MS
    14. ↑ Андерсон, Т. и Уокер, Т. 1972. Свойства горных пород, полученные каротажем, для использования при проектировании интенсификации притока.Представлено на осеннем собрании Общества инженеров-нефтяников AIME, Сан-Антонио, Техас, 8-11 октября 1972 г. SPE-4095-MS. http://dx.doi.org/10.2118/4095-MS
    15. ↑ Андерсон Р.А., Ингрэм Д.С. и Заньер А.М. 1973. Определение градиентов давления гидроразрыва по каротажным диаграммам. J Pet Technol 25 (11): 1259-1268. СПЭ-4135-ПА. http://dx.doi.org/10.2118/4135-PA
    16. ↑ Ньюберри, Б.М., Нельсон, Р.Ф., и Ахмед, У. 1985. Прогнозирование вертикальной миграции трещин с использованием медленности сжатия и поперечной волны.Представлено на Симпозиуме SPE/DOE по газовым коллекторам с низкой проницаемостью, Денвер, Колорадо, 19–22 мая. SPE-13895-MS. http://dx.doi.org/10.2118/13895-MS
    17. ↑ Стейн, Н. 1988. Как рассчитать давление гидроразрыва по каротажным диаграммам. Инженер-нефтяник Междунар. 60 (8): 36–38.
    18. ↑ Брюс, С. 1990. Журнал механической стабильности. Представлено на конференции SPE/IADC по бурению, Хьюстон, Техас, 27 февраля – 2 марта 1990 г. SPE-19942-MS. http://dx.doi.org/10.2118/19942-MS
    19. ↑ Стейн, Н. и Хилчи, Д.W. 1972. Оценка максимально возможной производительности из рыхлых песчаников без использования контроля песка. J Pet Technol 24 (9): 1157-1160. SPE-3499-PA. http://dx.doi.org/10.2118/3499-PA
    20. ↑ Эдвардс, Д.П., Шарма, Ю., и Чаррон, А. 1983. Зоны выноса песка, идентифицированные по механическим свойствам, полученным из каротажа — пример, документ S. Trans., 1983 Европейский симпозиум по оценке пластов, SPWLA, Лондонское отделение , 1–23.
    21. ↑ Онг С., Мэй А., Джордж И. и др. 2000 г. Точная характеристика прочности песка в слабых и рыхлых пластах помогает при разработке морских эксплуатационных испытаний – тематическое исследование залива Бохай.Представлено на Международной нефтегазовой конференции и выставке в Китае, Пекин, Китай, 7-10 ноября 2000 г. SPE-64738-MS. http://dx.doi.org/10.2118/64738-MS
    22. ↑ Фертл, У.Х. и Де Врис, М.Р., 1997. Оценка угля с использованием геофизических каротажных диаграмм, статья F. Trans., Симпозиум по оценке пласта, 1997 г., Канадское общество каротажа скважин, 1–17.
    23. ↑ Бонд, Л.О., Алджер, Р.П., и Шмидт, А.В. 1971. Применение каротажа в угледобыче и механике горных пород. Пер., AIME 250: 355–362.
    24. ↑ Ковальски, Дж. и Фертл, У.Х. 1977. Применение геофизического каротажа в угледобыче. Источники энергии 3 (2): 133–147.

    Примечательные статьи в OnePetro

    Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые обязательно должен прочитать читатель, желающий узнать больше.

    Внешние ссылки

    Используйте этот раздел для размещения ссылок на соответствующие материалы на веб-сайтах, отличных от PetroWiki и OnePetro.

    См. также

    Акустический каротаж

    Инструменты акустического каротажа

    Взаимосвязь напряжений и деформаций в горных породах

    Отношения обрушения горных пород

    Прочность горных пород на сжатие

    Скорости сжатия и сдвига

    Дисперсия скорости звука и затухание

    Акустические скорости горных пород и пористость

    Акустические скорости горных пород и давление

    Акустические скорости горных пород и температура

    Акустические скорости горных пород и внутреннее напряжение

    PEH:Acoustic_Logging

    PEH:Rock_Properties

    Категория

    6 механических свойств, которые следует учитывать

    Модуль упругости: насколько он жесткий?

    Модуль упругости — сопротивление материала упругой деформации под нагрузкой.

    Модуль упругости при изгибе, мера, наиболее актуальная для пластмасс, является мерой жесткости материала или склонности к изгибу. Очень жесткий материал требует большей силы для деформации по сравнению с мягким материалом. Высокий модуль изгиба указывает на более жесткий материал, такой как алмаз, а низкий модуль изгиба указывает на эластичный материал, такой как резиновая лента.

    Модуль упругости при изгибе

    и модуль упругости при растяжении (или модуль Юнга ) тесно связаны между собой и, как правило, существенно не различаются.Модуль сдвига описывает реакцию материала на напряжение сдвига, например, при резке тупыми ножницами.

    Для получения самого высокого модуля упругости среди материалов Formlabs выберите Rigid Resin. Другие материалы с высокой жесткостью включают Standard Resin и Grey Pro Resin. Tough Resin имеет относительно низкий модуль по сравнению с другими смолами Formlabs.

    Удлинение: будет ли он сгибаться и растягиваться?

    Удлинение — сопротивление материала разрыву при растяжении.

    Удлинение говорит вам, насколько материал может растягиваться без разрыва или образования трещин. Жесткие материалы, такие как хрупко-твердые пластмассы, обычно имеют низкое удлинение при разрыве, в то время как некоторые мягкие эластичные материалы могут растягиваться в несколько раз по сравнению с собственной длиной перед разрывом. Высокое удлинение является важным элементом упаковки, которую необходимо сгибать, например, тюбика зубной пасты.

    Пластичные материалы, например, большинство каучуков, имеют высокое удлинение, в то время как хрупкие материалы, такие как стекло и керамика, как правило, имеют очень низкое удлинение, поскольку они не деформируются пластически.

    Для достижения наибольшего удлинения среди материалов Formlabs выберите Durable Resin или Tough Resin.

    Ударная вязкость: может ли он поглощать удары?

    Ударная вязкость — это способность материала поглощать удары и энергию удара без разрушения.

    Ударная вязкость, иногда называемая ударной вязкостью, относится к способности материала реагировать на внезапные удары. Материал с высокой прочностью, такой как поликарбонат или нейлон, может поглощать энергию и пластически деформироваться до того, как он сломается.Проще говоря, материал с высокой ударной вязкостью можно уронить на пол, не разбив.

    «Прочность» или ударная вязкость не является синонимом жесткости. Более податливые материалы могут иметь высокую оценку, когда речь идет о поглощении внезапных ударов.

    Для получения самой высокой ударной прочности среди материалов Formlabs выберите Durable Resin. Другие материалы с высокой ударной вязкостью включают Tough Resin и Grey Pro Resin.

    Прочность на растяжение: не сломается ли он при растяжении?

    Прочность на растяжение — это сопротивление материала разрушению при растяжении.

    Материал с высокой прочностью на растяжение сопротивляется разрыву при растяжении или разрыву. Предел прочности на растяжение указывает на максимальное напряжение, которое материал может выдержать при растяжении или растяжении до разрыва. К материалам с высокой прочностью на растяжение относятся углерод, стекло и сталь.

    Как только это максимальное напряжение достигнуто, хрупкие материалы ломаются очень резко, без пластической деформации, в то время как более пластичные материалы перед разрушением испытывают некоторую пластическую деформацию.

    Сегодня 3D-печать продвинулась настолько, что она способна обеспечить прочность на растяжение, сравнимую с традиционными пластиками, полученными литьем под давлением, такими как полипропилен и АБС.

    Для получения самой высокой прочности на растяжение среди материалов Formlabs выберите Rigid Resin. Другие материалы с высокой прочностью на растяжение включают стандартную смолу, смолу Grey Pro и жесткую смолу.

    Тепловая температура деформации: выдерживает ли тепло?

    Температура теплового прогиба (HDT) – это температура, при которой материал деформируется под определенной нагрузкой.

    Температура теплового прогиба (HDT) указывает, подходит ли материал для применения при высоких температурах, и выражается как температура (измеряется в °C), при которой образец деформируется под определенной нагрузкой (измеряется в МПа).

    Высокий HDT желателен для корпусов и креплений для нагревательных элементов, а также компонентов, которые вступают в контакт с горячими жидкостями или газами, таких как оснастка для литьевых форм, гидравлические соединители, клапаны и сопла.

    Для получения самой высокой температуры теплового изгиба (HDT) среди материалов Formlabs выберите High Temp Resin. Другие материалы с высоким HDT включают Rigid Resin.

    Ползучесть: будет ли он деформироваться при длительном напряжении?

    Ползучесть — это склонность материала к медленному перемещению или постоянной деформации под действием механических нагрузок.

    Ползучесть — это тенденция материала медленно деформироваться в течение длительного периода времени под нагрузкой. Материал с высокой ползучести деформируется с большей вероятностью, чем материал с низкой ползучести.Ползучесть отличается от других свойств материалов тем, что она измеряется в течение более длительного периода времени. Ползучесть зависит от времени, напряжения и температуры.

    Выбор материала с низкой ползучести важен для деталей, которые должны выдерживать высокие нагрузки или температуры и сохранять свою форму с течением времени, например, для деталей, которые будут нести вес, или деталей, которые должны выполнять повторяющиеся функции, такие как лопатка турбины.

    Для получения минимальной ползучести среди материалов Formlabs выберите Rigid Resin или Grey Pro Resin.

    Многогранный подход

    На практике конструкторы пластиковых деталей не часто оптимизируют детали по одному свойству; вместо этого они принимают решения, которые одновременно уравновешивают несколько свойств, основываясь на опыте, компьютерном моделировании и других ориентирах.

    Вы можете углубить свои знания о различных материалах и о том, для чего они нужны, обращаясь к руководствам, подобным этому, но практический опыт не менее важен. Попробуйте разные материалы и посмотрите, как они работают.Посмотрите, из каких материалов сделаны повседневные предметы, которыми вы пользуетесь, и примите во внимание механические свойства этих материалов. Какие свойства этих деталей учитываются при их использовании?

    Несколько практических примеров использования инженерных смол Formlabs:

    Высокое удлинение и ударопрочность Formlabs Durable Resin делают его отличным материалом для прототипирования потребительской упаковки.

    Потребительская упаковка для таких предметов, как бытовые чистящие средства или шампунь, должна иметь достаточно высокое удлинение, чтобы сгибаться в руках пользователя и возвращаться к своей первоначальной форме, а также иметь достаточную ударную вязкость, чтобы выдержать падение.Для этого прототипа мы выбрали Durable Resin.

    Высокий модуль упругости при изгибе и низкая ползучесть смолы Formlabs Grey Pro Resin делают ее отличным материалом для прототипирования этого кронштейна для компьютерного монитора.

    Кронштейн (например, на подставке для монитора компьютера) требует высокого модуля упругости при изгибе или жесткости. Также важно выбрать материал с низкой ползучести, чтобы деталь продолжала выполнять свою работу с течением времени без медленной деформации. Для этих требований отлично подходит Grey Pro Resin.

    Formlabs Rigid Resin обладает высоким модулем упругости, высокой ударной вязкостью, высокой температурой деформации при нагревании и низкой ползучести, поэтому тонкие детали этого вентилятора смогут выдерживать многократный износ с течением времени.

    Вентилятор требует тонких, прочных элементов. Высокий модуль жесткости полимера Rigid Resin означает не только то, что детали останутся прочными после печати — высокий модуль зеленого или модуль до отверждения означает, что можно печатать очень тонкие детали с высокой точностью и меньшей вероятностью отказа. Высокая ударная вязкость, высокая температура теплового прогиба и низкая ползучесть означают, что этот прототип будет противостоять элементам с течением времени.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.