Санҷиши кашиши қувват асосан барои муайян кардани қобилияти маводи металлӣ ба муқовимат ба осеб ҳангоми дароз кардан истифода мешавад ва яке аз нишондиҳандаҳои муҳими арзёбии хосиятҳои механикии мавод мебошад.
1. Санҷиши кашиш
Санҷиши кашиш ба принсипҳои асосии механикаи моддӣ асос ёфтааст. Бо татбиқи сарбории кашиш ба намунаи моддӣ дар шароити муайян, он боиси деформатсияи кашиш то шикастани намуна мегардад. Ҳангоми санҷиш, деформатсияи намунаи таҷрибавӣ дар зери сарбориҳои гуногун ва сарбории максималӣ ҳангоми шикастани намуна сабт карда мешавад, то қувваи ҳосилнокӣ, қувваи кашиш ва дигар нишондиҳандаҳои кори мавод ҳисоб карда шавад.
Стресс σ = F/A
σ - қувваи кашиш (МПа)
F - сарбории кашиш (N)
A майдони буриши намуна мебошад
2. Каҷи кашиш
Таҳлили якчанд марҳилаҳои раванди дарозкунӣ:
а. Дар марҳилаи OP бо бори хурд, дарозшавӣ бо сарборӣ дар робитаи хаттӣ аст ва Fp ҳадди аксар барои нигоҳ доштани хати рост аст.
б. Пас аз он ки сарборӣ аз Fp зиёд мешавад, хати кашиш муносибати ғайрихаттӣ мегирад. Намуна ба марҳилаи ибтидоии деформатсия ворид мешавад ва сарборӣ хориҷ карда мешавад ва намуна метавонад ба ҳолати аввалааш баргардад ва ба таври чандирӣ деформатсия шавад.
в. Пас аз он ки сарборӣ аз Fe зиёд мешавад, сарборӣ бардошта мешавад, як қисми деформатсия барқарор мешавад ва як қисми деформацияи боқимонда нигоҳ дошта мешавад, ки онро деформатсияи пластикӣ меноманд. Fe лимити чандир номида мешавад.
г. Вақте ки сарборӣ минбаъд зиёд мешавад, хати кашиш дандони арраро нишон медиҳад. Вақте ки сарборӣ зиёд ё кам намешавад, ходисаи дарозшавии пайвастаи намунаи таҷрибавӣ ҳосилнокӣ номида мешавад. Пас аз ҳосилдиҳӣ, намуна ба деформатсияи ошкори пластикӣ шурӯъ мекунад.
д. Пас аз ҳосилхезӣ, намуна афзоиши муқовимати деформатсия, сахтшавии кор ва таҳкими деформатсияро нишон медиҳад. Вақте ки сарборӣ ба Fb мерасад, ҳамон қисми намуна якбора хурд мешавад. Fb маҳдудияти қувват аст.
f. Ҳодисаи камшавӣ ба кам шудани қобилияти борбардории намуна оварда мерасонад. Вақте ки сарборӣ ба Fk мерасад, намуна мешиканад. Инро сарбории шикаста меноманд.
Қувваи ҳосилнокӣ
Қувваи ҳосилнокӣ арзиши максималии фишорест, ки маводи металлӣ аз оғози деформатсияи пластикӣ то шикастани пурра ҳангоми дучор шудан ба қувваи беруна тоб оварда метавонад. Ин арзиш нуқтаи муҳимеро нишон медиҳад, ки дар он мавод аз марҳилаи деформатсияи чандирӣ ба марҳилаи деформатсияи пластикӣ мегузарад.
Тасниф
Қувваи ҳосили болоӣ: ба фишори максималии намуна пеш аз паст шудани қувваи бори аввал ҳангоми ҳосилхезӣ ишора мекунад.
Қувваи пасттари ҳосилнокӣ: ба фишори ҳадди ақал дар марҳилаи ҳосил ишора мекунад, вақте ки таъсири ибтидоии муваққатӣ сарфи назар карда мешавад. Азбаски арзиши нуқтаи ҳосили паст нисбатан устувор аст, он одатан ҳамчун нишондиҳандаи муқовимати моддӣ истифода мешавад, ки нуқтаи ҳосилхезӣ ё қувваи ҳосилнокӣ номида мешавад.
Формулаи ҳисоб
Барои қувваи ҳосили болоӣ: R = F / Sₒ, ки дар он F қувваи максималӣ пеш аз паст шудани қувваи бори аввал дар марҳилаи ҳосилнокӣ ва Sₒ майдони буриши аслии намуна мебошад.
Барои ҳосилнокии пасттар: R = F / Sₒ, ки дар он F қувваи ҳадди ақали F аст, ки таъсири ибтидоии муваққатиро сарфи назар мекунад ва Sₒ майдони буриши аслии намуна аст.
Воҳиди
Воҳиди қувваи ҳосилнокӣ одатан МПа (мегапаскал) ё Н/мм² (Ньютон дар як миллиметри мураббаъ) мебошад.
Мисол
Мисол пӯлоди камкарбонро гиред, маҳдудияти ҳосили он одатан 207МПа аст. Ҳангоми дучор шудан ба қувваи беруна аз ин маҳдудият, пӯлоди карбон пасти деформатсияи доимиро ба вуҷуд меорад ва онро барқарор кардан мумкин нест; вақте ки ба қувваи беруна камтар аз ин маҳдудият дучор мешавад, пӯлоди карбон паст метавонад ба ҳолати аввалааш баргардад.
Қувваи ҳосилнокӣ яке аз нишондиҳандаҳои муҳими баҳодиҳии хосиятҳои механикии маводи металлӣ мебошад. Он қобилияти маводро барои муқовимат ба деформатсияи пластикӣ ҳангоми дучор шудан ба қувваҳои беруна инъикос мекунад.
Устувории кашишӣ
Қувваи кашиш қобилияти мавод барои муқовимат ба осеб дар зери бори кашиш мебошад, ки махсусан ҳамчун арзиши максималии фишор, ки мавод дар ҷараёни кашиш тоб оварда метавонад, ифода карда мешавад. Вақте ки фишори кашиш дар мавод аз қувваи кашиши он зиёд мешавад, мавод ба деформатсияи пластикӣ ё шикастан дучор мешавад.
Формулаи ҳисоб
Формулаи ҳисобкунии қувваи кашиш (σt) чунин аст:
σt = F / A
Дар куҷо F қувваи максималии кашиш (Ньютон, Н), ки намуна пеш аз шикастан тоб оварда метавонад ва A майдони буриши аслии намуна (миллиметри мураббаъ, мм²) мебошад.
Воҳиди
Воҳиди қувваи кашиш одатан МПа (мегапаскал) ё Н/мм² (Ньютон дар як миллиметри мураббаъ) мебошад. 1 МПа ба 1 000 000 Нютон дар як метри мураббаъ баробар аст, ки он низ ба 1 Н/мм² баробар аст.
Омилҳои таъсиркунанда
Қувваи кашиш ба бисёр омилҳо, аз ҷумла таркиби кимиёвӣ, микроструктурам, раванди коркарди гармӣ, усули коркард ва ғайра таъсир мерасонад. Маводҳои гуногун қувваҳои кашишро доранд, аз ин рӯ дар татбиқи амалӣ маводи мувофиқро дар асоси хосиятҳои механикии он интихоб кардан лозим аст. масолех.
Аризаи амалӣ
Қувваи кашиш як параметри хеле муҳим дар соҳаи материалшиносӣ ва муҳандисӣ буда, аксар вақт барои арзёбии хосиятҳои механикии мавод истифода мешавад. Дар робита ба тарҳрезии сохторӣ, интихоби мавод, арзёбии бехатарӣ ва ғайра, қувваи кашиш омилест, ки бояд ба назар гирифта шавад. Масалан, дар инженерияи бинокорй тобоварии пулод омили мухимест, ки оё он ба бори вазнин тоб оварда метавонад; дар сохаи кайхонй тобоварии масолехи сабук ва ба-ланддарача гарави таъмини бехатарии самолётхо мебошад.
Қувваи хастагӣ:
Хастагии металлӣ ба раванде дахл дорад, ки дар он мавод ва ҷузъҳо тадриҷан дар як ё якчанд ҷойҳо дар зери фишори даврӣ ё шиддати даврӣ осеби доимии маҳаллӣ ба вуҷуд меоранд ва пас аз миқдори муайяни давраҳо тарқишҳо ё шикастани пурраи ногаҳонӣ ба вуҷуд меоянд.
Вижагиҳо
Ногаҳон дар вақт: Нокомии хастагии металлӣ аксар вақт дар як муддати кӯтоҳ ногаҳон бидуни аломатҳои намоён рух медиҳад.
Маҳалли ҷойгиршавӣ: Нокомии хастагӣ одатан дар минтақаҳои маҳаллӣ, ки стресс мутамарказ аст, ба амал меояд.
Ҳассосият ба муҳити зист ва нуқсонҳо: Хастагии металлӣ ба муҳити зист ва нуқсонҳои хурди дохили мавод хеле ҳассос аст, ки метавонад раванди хасташавиро суръат бахшад.
Омилҳои таъсиркунанда
Амплитудаи стресс: Миқдори стресс бевосита ба ҳаёти хастагии металл таъсир мерасонад.
Миқдори миёнаи стресс: Чӣ қадаре ки фишори миёна зиёдтар бошад, мӯҳлати хастагии металл кӯтоҳтар мешавад.
Шумораи давраҳо: Чӣ қадаре ки металл зери фишори даврӣ ё шиддат қарор гирад, ҷамъшавии зарари хастагӣ ҳамон қадар ҷиддитар мешавад.
Чорабиниҳои пешгирикунанда
Интихоби маводро оптимизатсия кунед: Маводҳоро бо маҳдудиятҳои баландтари хастагӣ интихоб кунед.
Паст кардани консентратсияи стресс: Консентратсияи стрессро тавассути тарҳрезии сохторӣ ё усулҳои коркард, ба монанди истифодаи гузариши кунҷҳои мудаввар, зиёд кардани андозаҳои буриш ва ғайра коҳиш диҳед.
Коркарди рӯизаминӣ: Сайкал додан, пошидан ва ғайра дар рӯи металл барои кам кардани нуқсонҳои рӯизаминӣ ва беҳтар кардани қувваи хастагӣ.
Санҷиш ва нигоҳдорӣ: Мунтазам ҷузъҳои металлиро тафтиш кунед, то камбудиҳоро зуд ошкор ва таъмир кунед, ба монанди тарқишҳо; нигоҳ доштани қисмҳои ба хастагӣ майлдошта, ба монанди иваз кардани қисмҳои фарсуда ва мустаҳкам кардани пайвандҳои суст.
Хастагии металлӣ як ҳолати маъмулии шикасти металл аст, ки бо ногаҳонӣ, маҳал ва ҳассосият ба муҳити зист тавсиф мешавад. Амплитудаи стресс, бузургии миёнаи стресс ва шумораи давраҳо омилҳои асосии таъсиррасонӣ ба хастагии металл мебошанд.
Каҷи SN: умри хастагии маводҳоро дар сатҳи гуногуни стресс тавсиф мекунад, ки дар он S фишорро ифода мекунад ва N шумораи давраҳои стрессро ифода мекунад.
Формула коэффисиенти устувории хастагӣ:
(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)
Дар он ҷо (Ka) омили сарборӣ, (Кб) омили андоза, (Кc) омили ҳарорат, (Kd) омили сифати рӯизаминӣ ва (Ке) омили эътимоднокӣ мебошанд.
Ифодаи математикии хатти SN:
(\сигма^м N = C)
Дар куҷо (\sigma) фишор аст, N шумораи давраҳои стресс ва m ва C доимии моддӣ мебошанд.
Қадамҳои ҳисоб
Константаҳои моддӣ муайян кунед:
Қиматҳои m ва C-ро тавассути таҷрибаҳо ё бо истинод ба адабиёти дахлдор муайян кунед.
Омили консентратсияи стрессро муайян кунед: Шакл ва андозаи воқеии қисм, инчунин консентратсияи стрессро, ки дар натиҷаи филеҳо, роҳҳои калидӣ ва ғайра ба вуҷуд омадааст, ба назар гиред, то омили консентратсияи стрессро муайян кунед. Қувваи хастагиро ҳисоб кунед: Аз рӯи каҷ ва фишор омили консентратсияи, дар якҷоягӣ бо мӯҳлати тарҳрезӣ ва сатҳи фишори кории қисм, ҳисоб кардани қувваи хастагӣ.
2. Пластикӣ:
Пластикӣ ба моликияти маводе дахл дорад, ки ҳангоми дучор шудан ба қувваи беруна, ҳангоми аз ҳадди чандирии он зиёд шудани қувваи беруна деформатсияи доимӣ бидуни шикастан ба вуҷуд меояд. Ин деформатсия бебозгашт аст ва мавод ҳатто агар қувваи беруна хориҷ карда шавад ҳам, ба шакли аввалааш бармегардад.
Индекси пластикӣ ва формулаи ҳисобкунии он
Дарозиш (δ)
Муайян: Дарозиш фоизи деформатсияи умумии қисмати ченак пас аз шикастани намуна то дарозии аслии ченак мебошад.
Формула: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Дар куҷо L0 дарозии ченаки аслии намуна аст;
L1 дарозии ченак пас аз шикастани намуна аст.
Камшавии сегментӣ (Ψ)
Муайян: Камшавии сегменталӣ фоизи камшавии ҳадди аксар дар майдони буриш дар нуқтаи гардан пас аз шикастани намуна ба майдони буриши аслӣ мебошад.
Формула: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Дар куҷо F0 майдони буриши аслии намуна аст;
F1 майдони буриш дар нуқтаи гардан пас аз шикастани намуна аст.
3. Сахтӣ
Сахтии металл шохиси моликияти механикӣ барои чен кардани сахтии маводи металлӣ мебошад. Он қобилияти муқовимат ба деформатсияро дар ҳаҷми маҳаллӣ дар сатҳи металл нишон медиҳад.
Тасниф ва муаррифии сахтии металл
Сахтии металл аз рӯи усулҳои гуногуни санҷиш усулҳои гуногуни тасниф ва муаррифӣ дорад. Асосан инҳоро дар бар мегиранд:
Сахтии Бринелл (HB):
Доираи татбиқ: Умуман ҳангоми нармтар будани мавод истифода мешавад, ба монанди металлҳои ранга, пӯлод пеш аз коркарди гармӣ ё пас аз коркард.
Принсипи санҷиш: Бо андозаи муайяни сарбории санҷишӣ, як тӯби пӯлоди сахтшуда ё тӯби карбиди диаметри муайян ба рӯи металли санҷидашуда пахш карда мешавад ва бори пас аз вақти муайян холӣ карда мешавад ва диаметри чуқурӣ дар сатхи санчидашуда чен карда мешавад.
Формулаи ҳисоб: Қимати сахтии Бринелл ин бахшест, ки тавассути тақсими сарборӣ ба майдони сатҳи курраи қафо ба даст меояд.
Сахтии Роквелл (HR):
Доираи татбиқ: Одатан барои маводҳои дорои сахтии баландтар, ба монанди сахтӣ пас аз коркарди гармӣ истифода мешавад.
Принсипи санҷиш: Ба сахтии Бринел монанд аст, аммо бо истифода аз зондҳои гуногун (алмос) ва усулҳои гуногуни ҳисоб.
Намудҳо: Вобаста аз татбиқ, HRC (барои маводи сахтгирии баланд), HRA, HRB ва дигар намудҳо мавҷуданд.
Сахтии Викерс (HV):
Доираи татбиқ: Муносиб барои таҳлили микроскоп.
Принсипи санҷиш: Сатҳи маводро бо бори камтар аз 120 кг ва як конуси мураббаъ алмос бо кунҷи қуллаи 136 ° пахш кунед ва майдони сатҳи чоҳро бо арзиши сарборӣ тақсим кунед, то ки арзиши сахтии Викерсро ба даст оред.
Сахтии Либ (HL):
Хусусиятҳо: Санҷандаи сахтгирии сайёр, андозагирии осон.
Принсипи санҷиш: Ҷаҳишро, ки аз сари тӯби зарба пас аз зарба ба сатҳи сахтӣ тавлид шудааст, истифода баред ва сахтиро аз рӯи таносуби суръати бозгашти зарба дар 1 мм аз сатҳи намуна ба суръати зарба ҳисоб кунед.
Вақти фиристодан: сентябр-25-2024
