ما هو اختبار الخواص الميكانيكية للمواد المشتركة ؟

الخواص الميكانيكية للمواد تشير إلى الخصائص الميكانيكية للمواد في بيئات مختلفة ( درجة الحرارة ، وسائل الإعلام ، الرطوبة ) تحت تحميل مختلفة ( التوتر ، ضغط ، والانحناء ، التواء ، أثر ، بالتناوب الإجهاد ، الخ . )

حسب القوة المؤثرة على الجسم يمكن تقسيمها إلى الأحمال الساكنة : تدريجيا وبطء القوة المؤثرة على المنضدة ، مثل الضغط على السرير ، التوتر من أسلاك الفولاذ حبل . الأحمال الديناميكية : بما في ذلك تأثير بالتناوب الأحمال ، مثل تأثير الهواء المطرقة ، التروس ، والينابيع .

نطاق التطبيق :

1 ، مواد المطاط : منتجات المطاط ، خرطوم ، شريط لاصق ، يا الدائري ، والإطارات وغيرها من المواد المطاطية والمنتجات .

2 ، المواد البلاستيكية : المنتجات البلاستيكية ، والأفلام ، والأنابيب ، لوحات ، مواد التعبئة والتغليف ، ومنتجات النايلون ، والمياه واقية من المواد ملفوف وغيرها من المواد البلاستيكية والمنتجات .

3 ، المواد المعدنية : المنتجات المعدنية ، ومنتجات الفولاذ المقاوم للصدأ ، ومسامير ، أسلاك الفولاذ ، وسبائك المنتجات وغيرها من المواد المعدنية والمنتجات .

4 ، مواد البناء : الخشب ، لوحة ، الزجاج ، الخرسانة ، منتجات الجرافيت .

العام اختبار الخواص الميكانيكية للمواد .

لمحة عامة

سلسلة من الاختبارات لتحديد خصائص المواد تحت الشد تحميل ، المعروف أيضا باسم اختبار الشد . انها واحدة من الطرق الأساسية لاختبار الخواص الميكانيكية للمواد ، وهي تستخدم أساسا لاختبار ما إذا كانت المواد تلبية المعايير المطلوبة لدراسة خصائص المواد .

مؤشرات الأداء

اختبار الشد يمكن أن تحدد مجموعة من مؤشرات القوة و اللدونة من المواد . قوة يشير عادة إلى قدرة المواد على مقاومة تشوه مرن ، تشوه البلاستيك وكسر تحت قوة خارجية . المواد تحت الشد تحميل ، عندما لا يزيد الحمل و لا يزال يحدث تشوه البلاستيك الظاهرة المعروفة باسم العائد . إجهاد الخضوع يسمى نقطة الخضوع أو المادية الخضوع ، عن طريق σ S ( السلطة الفلسطينية ) . هناك العديد من المواد التي لا تسفر عن نقطة واضحة في الهندسة ، و 0.2 في المائة من قيمة الإجهاد الناجم عن التشوه اللدن المتبقية عادة ما تستخدم قوة العائد ، وهو ما يسمى الحد من العائد المشروط أو مشروط الخضوع . أقصى قدر من الإجهاد من المواد قبل الكسر ، والمعروفة باسم قوة الشد أو قوة النهائي ، عن طريق σ ب ( السلطة الفلسطينية ) .

اللدونة يشير إلى قدرة المواد المعدنية لإنتاج تشوه البلاستيك دون ضرر تحت التحميل . الاستطالة ، وتسمى أيضا الاستطالة ، هو النسبة المئوية من مجموع الاستطالة بعد كسر عينة من المواد تحت الشد تحميل نسبة انكماش المقطع العرضي هو النسبة المئوية من نسبة انكماش المقطع العرضي الأصلي مساحة المقطع العرضي بعد عينة المواد كسر تحت الشد تحميل .

مشروط العائد النهائي σ 0.2 ، قوة النهائي σ ب ، استطالة δ و مقطع عرضي انكماش وبالإضافة إلى ذلك ، معامل مرونة هـ ، نسبة الحد

منحنى البيانات

منحنى الشد آلة الاختبار هو في الواقع تحميل استطالة منحنى ( انظر الرسم البياني ) ، على سبيل المثال ، تحميل قيمة الإحداثيات و استطالة قيمة الإحداثيات مقسوما على عينة الأصلي مساحة المقطع العرضي و المسافة من العينة ، منحنى الإجهاد والانفعال يمكن الحصول عليها . في هذه النقطة ، إذا كان الحمل هو إزالتها ، العينة لا تزال العودة إلى حالتها الأصلية ، ولكن إذا كان الحمل هو أكثر من نقطة هـ ، العينة لا يمكن العودة إلى حالتها الأصلية . الإجهاد في نقطة هـ هو الحد من مرونة σ هـ . عادة ، الإجهاد المتبقية استطالة تصل إلى 0.01 في المائة من الملعب الأصلي هو الحد من مرونة الإجهاد هو 0.2 في المائة من العائد نقطة σ ق أو الاستطالة المتبقية ، مشروط الخضوع σ 0.2 في المائة . قوة النهائي σ ب هو مقسوما على منطقة مستعرضة الأصلي بعد زيادة الحمولة إلى أقصى حد قبل الفشل في النقطة ب بعد النقطة ب ، العينة لا تزال تمتد ، في حين أن منطقة مستعرضة النقصان ، قدرة تحمل يبدأ في الانخفاض حتى ك نقطة الكسر . نسبة التحميل في وقت الكسر إلى المقطع العرضي من نقطة الكسر يسمى كسر قوة .

ويبين الشكل 1 معيار الشد و كسر العينات ، مع المسافة على طول .

الشكل 2 يبين العلاقة بين الشد ( تحميل واستطالة ) من العام الصلب الهيكلي

ارتفاع درجة الحرارة اختبار الشد

لمحة عامة

ارتفاع درجة الحرارة اختبار الشد هو اختبار الشد في درجة حرارة أعلى من درجة حرارة الغرفة . في درجة حرارة عالية اختبار الشد ، بالإضافة إلى النظر في الإجهاد والانفعال ، ولكن أيضا النظر في درجة الحرارة والوقت اثنين من المعلمات . درجة الحرارة له تأثير كبير على خصائص الشد في درجة حرارة عالية . العينة عادة ما تكون ساخنة من الفرن الكهربائي ، فرن منطقة العمل يجب أن يكون ما يكفي من الحرارة موحدة ، مع التحكم في درجة الحرارة التلقائي متر .

أثر

المواد المعدنية تعمل في درجة حرارة عالية ، ولكن هذه درجة الحرارة لم تسبب زحف الظاهرة ، أو على الرغم من أن درجة الحرارة قد يكون هناك زحف الظاهرة ، ولكن لأن وقت العمل قصير جدا ، زحف الظاهرة لا تلعب دورا حاسما . وفي كلتا الحالتين ، الخواص الميكانيكية للمواد التي تم قياسها من قبل وقت قصير الشد في درجة حرارة عالية تصبح مهمة مؤشر . في بعض الأحيان ، من أجل تحديد عملية المعالجة الحرارية ، على المدى القصير قوة الشد من المواد في درجة حرارة المعالجة الحرارية يجب أن تكون مصممة .

اختبار وتحليل

في درجة حرارة عالية اختبار الشد من المواد المعدنية ، مؤشر الأداء هو أساسا نفس درجة حرارة الغرفة اختبار الشد ، ولكن عموما هو قياس قوة الشد ، الخضوع ، الاستطالة بعد الكسر و كسر انكماش أربعة مؤشرات الأداء . بسبب ارتفاع في درجة الحرارة على المدى القصير اختبار الشد ، مدة الحمل له تأثير كبير على خواص الشد . قوة الشد من العينات التي تم رسمها بسرعة في درجة حرارة عالية في وقت قصير زيادة كبيرة . الرسم البياني التالي .

ارتفاع في درجة الحرارة اختبار الشد في وقت قصير عدة مؤشرات رئيسية في تحديد طريقة مماثلة لتلك التي في درجة حرارة الغرفة . مع تغير درجة الحرارة ، الاتجاهات في أربعة مؤشرات كما هو مبين في الشكل .

البحث والتطبيق

البروفيسور شان Zhiwei ، البروفيسور ما في الحادي عشر جامعة جياوتونغ ، البروفيسور تشو لي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ( MIT ) كميا ضغط الشد اختبار الخواص submicron السيليكون غير المتبلور ( سي ) عينات باستخدام نانو الميكانيكية اختبار النظام في تيم .

هذا العمل يفتح آلية غير مستكشفة من أجل عدم تناسق المتأصلة في الشد والضغط من المواد . ونشرت النتائج في مجلة نيتشر . ( مات ) غير متبلور السليكون الشد والضغط التماثل . هذا غير طبيعي الشد وضغط ( ت - ج ) التماثل ينطبق أيضا على غيرها من المواد مثل السيليكون غير متبلور ، ويوفر إرشادات هامة لتطبيقات الالكترونيات الدقيقة ممس صغيرة الحجم غير متبلور السليكون . في المستقبل يمكن أن تحفز على اختراع مواد جديدة مع مرونة جديدة .