Шпора по физике металлов

Шпора по физике металлов
скачать (37.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc

38kb.

22.11.2011 01:15

скачать

1.doc

Почему Ме яв-ся основным констр-м мат-ом в маш-ии.

Констр мат-лы – мат-лы из которых изгот-ют детали машин в мащ-ии. Это металлы, керамики, пластмассы, резина, стекло, дерево.

Если металлы основной констр мат-л с бронзового века значит они обладают уникальной совокупностью свойств, которые и предъвляются к констр мат-ам.

2 подхода к изучению свойств металлов.

В науке физич-ие явления и процессы изучаются с изпользованием 2х подходов. Первое отличие в них заключается в применяемой модели материала.

1й подход: феноменологический (механический, термодинамический) – в этом подходе в качестве модели материала применяется сплошная безструктурная среда, св-ва которой определяются эксперементально при испытании образцов.

2й подход: статистический (физический, микроструктурный) – свойства любой системы являются производной ее строения (структуры).

Упругость металлов.

Упругость – это способность материалов упруго деформироваться.

Деформация – особая форма механического движения сплошной среды (пластичных ме, житкостей, газов), при котором изменяются расстояния м/у двумя выделенными в среде точками, т.е. дефор-ия это изменение формы и размеров тела под действием внешних сил.

Упругая дефор-ия – это обратимая деф-ия, т.е. с прекращением действия внешних сил форма и размеры тела возвращаются к первоначальным.

Пластическая деф-ия – это остаточная деф-ия, т.е. с прекращением действия внешних сил упругая составляющая д-ия исчезает, а пластическая остается.

Если бы Ме не обладал упругостью, то они бы не лидировали как констр-ый мат-л, иначе говоря многие детали изготовленные из них были бы не работоспособны, напрмер вал (рис вала – изгиб).

Испытание Ме:

Испытание растяжением: (рис1) дельта=эльК – эль0, (эльК – эль0)/эль0 = дельтаЭль/эль0*100% = эпселон. – относительная диф-ия.

Эпсилон = (дэ0 – дэК)/дэ0.

Напряжение – интенсивность внутренних сил в детали. (рис2)

/Рштрих/ = /Р/, сигма = Рштрих/эф = Р/эф – нормальное напряжение.

Тау – касательная составляющая напряжения. (Рис3)

(рис4) сигма1 = Р1/эф0, эпсилон1 = дельтаЭль1/эль0, сигма2 и эпсилон2 аналогич.

1й участок – с линейной диф-ей, на нем упругая диф-ия. 2й уч. Остаточная диф-ия.

Сигма = Е*эпсилон, Е = тангенсАльфа – это модуль продольной упругости. Закон упругой диф-ии или закон Гука.

Е – модуль упругости 1го рода, модуль Юнга, упругая константа материала, одна из характеристик упругости. Е = сигма/эпсилон (МПА). С=Р/дельтаЭль – жесткость.

эпселонУпр = 0,1/(1…2)%.

Упругие константы хар-ют межатомные взаимодействия в Ме, следовательно они д/ы существенно зависить от межатомного расстояния, значит чтобы изменить Е н/о каким то способом изменить в Ме межат расст. Эффективным способом изменения межат расст яв-ся легирование.

Прочность. Пластичность. Вязкость Ме.

Под прочностью понимается способность мат-ла выдерживать внешние нагрзки без рзрушения и при диф-иях не превышающих допустимые пределы.

Пластичность – способность мат-ла воспринимать пластические (необратимые) деф-ии без нарушения сплошности.

Основные стандартные хар-ки прочности и пластичности мат-ов определяются при испытании образцов.

Пластичность необходима на этапе формообразования детали – изготовление детали. Имеется 3 крупных технологии формообразования: а) при ковке и штамповке форм-ие осущ за счет пластич диф-ии. б) форм-ие резанием лезвийным инструментом, процесс резания вкл 2 физич процесса: процесс пласт диф-ии, и процесс разрушения. Разрушение ма-ов без остаточной диф-ии невозможно (даже стекло). в) литье – для этого способа пластичность необходима т.к. Ме рассширяется и сжимается.

Видно что формообразование без пластичности не возможно.

Пластичность реализуется при работе машин. Детали имеют сложную геом-ую форму, хар-ся резкими перепадами площадей сечений, наличие пазов, острых углов, которые яв-ся концетраторами напряжения. (рис5) эпсилон = эльК – эль0 *100% - мера диф-ии. (рис6)-линейная диаграмма. (рис7) – диаграмма растяжения.

Сигма = Е*эпсилонУпр – закон Гука. ЭпсилонУпр – упругя диф-ия (обратимая).

сигмаТ – предет текучести (физический) – это напр-ие при котором мат-л из упругого переходит в пластичное (хар-ка прочности).

Сигма02 – условный предел текучести

сигмаВ – временное сопротивление разрыву (предел прочности – 2я хар-ка прочности).

При сигмаВ на образце при испытании возникает шейка. Явление роста напряжения при диф-ии Ме назыв упрочнением, т.е. при диф-ии Ме упрочняются.

Уменьшение напряжения при диф-ии наз-ся разупрочнением.

эпсилонР = (Р-эль0)/эль0*100% = дельта (б)– мера пластичность при разрушении – относительное удлинение до разрушения.

Пси = (эф0 – эфТ)/эф0*100% - относительное сужение при разрушении – мера пластичности.

По этим же формулам определяются хар-ки прочности и пластичности при испытании осадкой.

Кручение: (рис8) тау- касательное напряжение

Тау(гамма) – диф-ия сдвига численно гамма подсчит как тангенс угла закручивания.

При кручении шейки не образуется. Полнее проявляется пластичность Ме.

Изгиб: (рис9) эф- стрела прогиба. Эм=р*эль/2.

Специфические испытания: при нагружении наблюдается комбинированное нагружение – наружные объемы образца растягиваются, внутренние сжимаются.

Твердость – способность материала противодействовать внедрению в него другого материла.

(рис10) способ испытания по Брнелю (хар-ет 2 свойства: прочность, пластичность)

Твердость так же хар-ет износоустойчивость конструкционных материалов.

Вязкость – под вязкостью понимается зависимость хар-к прочности от времени действия нагрузки. А так же способностьматериала преобразовывать работу внешних сил в тепловую энергию.

Скачать файл (37.5 kb.)

Шпора по физике металлов - файл 1.doc

Доступные файлы (1):

1.doc