Суналтын бат бэхийн туршилтыг голчлон суналтын явцад метал материалын эвдрэлийг эсэргүүцэх чадварыг тодорхойлоход ашигладаг бөгөөд материалын механик шинж чанарыг үнэлэх чухал үзүүлэлтүүдийн нэг юм.
1. Суналтын туршилт
Суналтын туршилт нь материалын механикийн үндсэн зарчмууд дээр суурилдаг. Тодорхой нөхцөлд материалын дээжинд суналтын ачаалал өгснөөр дээж тасрах хүртэл суналтын деформаци үүсгэдэг. Туршилтын явцад янз бүрийн ачааллын дор туршилтын дээжийн хэв гажилт, дээж тасрах үед хамгийн их ачааллыг бүртгэж, ингэснээр материалын уналтын бат бэх, суналтын бат бэх болон бусад гүйцэтгэлийн үзүүлэлтүүдийг тооцоолно.
Стресс σ = F/A
σ нь суналтын бат бэх (МПа)
F нь суналтын ачаалал (N)
А нь сорьцын хөндлөн огтлолын талбай юм
2. Суналтын муруй
Сунгах үйл явцын хэд хэдэн үе шатанд дүн шинжилгээ хийх:
а. Бага ачаалалтай OP үе шатанд суналт нь ачаалалтай шугаман хамааралтай байх ба Fp нь шулуун шугамыг хадгалах хамгийн их ачаалал юм.
б. Ачаалал Fp-ээс хэтэрсэний дараа суналтын муруй нь шугаман бус хамаарлыг авч эхэлдэг. Дээж нь хэв гажилтын эхний шатанд орж, ачааллыг арилгаж, дээж нь анхны төлөвтөө буцаж, уян хатан деформацид орох боломжтой.
в. Ачаалал нь Fe-ээс хэтэрсэний дараа ачааллыг арилгаж, хэв гажилтын нэг хэсэг нь сэргээгдэж, үлдэгдэл хэв гажилтын нэг хэсэг нь үлддэг бөгөөд үүнийг хуванцар деформаци гэж нэрлэдэг. Fe-ийг уян хатан хязгаар гэж нэрлэдэг.
г. Ачаалал цаашид нэмэгдэхэд суналтын муруй нь хөрөөний шүдийг харуулж байна. Ачаалал нэмэгдэхгүй, буурахгүй үед туршилтын дээжийн тасралтгүй суналтын үзэгдлийг уналт гэнэ. Ургац өгсний дараа дээж нь илэрхий хуванцар деформацид орж эхэлдэг.
д. Ургац өгсний дараа дээж нь хэв гажилтын эсэргүүцэл, ажлын хатуурал, хэв гажилтыг бэхжүүлж байгааг харуулж байна. Ачаалал нь Fb хүрэхэд дээжийн ижил хэсэг нь огцом багасдаг. Fb бол хүч чадлын хязгаар юм.
е. Агшилтын үзэгдэл нь дээжийн даацыг бууруулахад хүргэдэг. Ачаалал Fk хүрэхэд дээж тасарна. Үүнийг хугарлын ачаалал гэж нэрлэдэг.
Ургацын хүч
Урсгалын бат бэх гэдэг нь метал материал нь хуванцар хэв гажилтын эхэн үеэс эхлэн гадны хүчний нөлөөнд бүрэн хугарах хүртэл тэсвэрлэх хамгийн их стрессийн утга юм. Энэ утга нь материал нь уян хатан хэв гажилтын үе шатнаас хуванцар хэв гажилтын үе шат руу шилжих чухал цэгийг тэмдэглэнэ.
Ангилал
Ургацын дээд хүч: ундарга үүсэх үед хүч буурахаас өмнөх дээжийн хамгийн их хүчдэлийг хэлнэ.
Ургацын доод хүч: анхны түр зуурын нөлөөллийг үл тоомсорлож байх үеийн ургацын үе дэх хамгийн бага стрессийг хэлнэ. Ургацын доод цэгийн утга харьцангуй тогтвортой байдаг тул үүнийг ихэвчлэн материалын эсэргүүцлийн үзүүлэлт болгон ашигладаг бөгөөд үүнийг уналтын цэг эсвэл уналтын бат бэх гэж нэрлэдэг.
Тооцооллын томъёо
Ургацын дээд чадавхийн хувьд: R = F / Sₒ, энд F нь ургацын үе шатанд анх удаа хүч буурахаас өмнөх хамгийн их хүч, Sₒ нь дээжийн анхны хөндлөн огтлолын талбай юм.
Ургацын бат бэхийн хувьд: R = F / Sₒ, энд F нь анхны түр зуурын нөлөөг үл тоомсорлох F нь хамгийн бага хүч, Sₒ нь дээжийн анхны хөндлөн огтлолын талбай юм.
Нэгж
Ургацын бат бэхийн нэгж нь ихэвчлэн МПа (мегапаскал) эсвэл Н/мм² (нютон квадрат миллиметр) юм.
Жишээ
Бага нүүрстөрөгчийн ганг жишээ болгон авч үзье, түүний гарцын хязгаар нь ихэвчлэн 207МПа байдаг. Энэ хязгаараас илүү гадны хүчинд өртөх үед нүүрстөрөгчийн бага ган нь байнгын хэв гажилт үүсгэх бөгөөд үүнийг сэргээх боломжгүй; Энэ хязгаараас бага гадны хүчинд өртөхөд нүүрстөрөгч багатай ган анхны төлөвтөө буцаж ирдэг.
Металл материалын механик шинж чанарыг үнэлэх чухал үзүүлэлтүүдийн нэг бол гарцын бат бэх юм. Энэ нь гадны хүчин зүйлийн нөлөөн дор хуванцар хэв гажилтыг эсэргүүцэх материалын чадварыг илэрхийлдэг.
Суналтын бат бэх
Суналтын бат бэх гэдэг нь материалын суналтын ачааллын үед эвдрэлийг эсэргүүцэх чадвар бөгөөд энэ нь суналтын явцад материалын тэсвэрлэх хамгийн их хүчдэлийн утгаар тодорхойлогддог. Материал дээрх суналтын хүч нь суналтын хүчнээс давсан тохиолдолд материал нь хуванцар хэв гажилт эсвэл хугаралд орно.
Тооцооллын томъёо
Суналтын бат бэхийг (σt) тооцоолох томъёо нь:
σt = F / A
Энд F нь хугарахаас өмнө сорьцын тэсвэрлэх хамгийн их суналтын хүч (Ньютон, N), А нь сорьцын анхны хөндлөн огтлолын талбай (квадрат миллиметр, мм²) юм.
Нэгж
Суналтын бат бэхийн нэгж нь ихэвчлэн МПа (мегапаскал) эсвэл Н/мм² (нютон квадрат миллиметр) юм. 1 МПа нь квадрат метр тутамд 1,000,000 Ньютонтой тэнцүү бөгөөд энэ нь мөн 1 Н/мм²-тэй тэнцүү байна.
Нөлөөлөх хүчин зүйлүүд
Суналтын бат бөх чанарт химийн найрлага, бичил бүтэц, дулааны боловсруулалтын үйл явц, боловсруулах арга гэх мэт олон хүчин зүйл нөлөөлдөг. Янз бүрийн материалууд өөр өөр суналтын бат бэхтэй байдаг тул практик хэрэглээнд тохирох материалыг сонгох шаардлагатай байдаг. материал.
Практик хэрэглээ
Суналтын бат бэх нь материалын шинжлэх ухаан, инженерчлэлийн салбарт маш чухал үзүүлэлт бөгөөд ихэвчлэн материалын механик шинж чанарыг үнэлэхэд ашиглагддаг. Бүтцийн дизайн, материалын сонголт, аюулгүй байдлын үнэлгээ гэх мэтийн хувьд суналтын бат бэхийг харгалзан үзэх ёстой хүчин зүйл юм. Жишээлбэл, барилгын инженерийн хувьд гангийн суналтын бат бэх нь ачааллыг тэсвэрлэх чадвартай эсэхийг тодорхойлоход чухал хүчин зүйл болдог; сансрын салбарт хөнгөн, өндөр бат бэх материалын суналтын бат бэх нь агаарын хөлгийн аюулгүй байдлыг хангах түлхүүр юм.
Ядаргааны хүч:
Металлын ядаргаа гэдэг нь нэг буюу хэд хэдэн газарт циклийн ачаалал эсвэл мөчлөгийн суналтын дор материал, эд ангиуд аажмаар орон нутгийн байнгын хуримтлагдсан эвдрэлийг бий болгож, тодорхой тооны мөчлөгийн дараа хагарал эсвэл гэнэтийн бүрэн хугарал үүсэх үйл явцыг хэлнэ.
Онцлогууд
Гэнэтийн цаг хугацаа: Металл ядаргааны дутагдал нь ихэвчлэн тодорхой шинж тэмдэггүйгээр богино хугацаанд гэнэт тохиолддог.
Байршил: Ядаргааны дутагдал нь ихэвчлэн стресс төвлөрсөн орон нутагт тохиолддог.
Хүрээлэн буй орчин, согогуудад мэдрэмтгий байдал: Металл ядаргаа нь хүрээлэн буй орчин, материалын доторх жижиг согогуудад маш мэдрэмтгий байдаг бөгөөд энэ нь ядрах процессыг хурдасгадаг.
Нөлөөлөх хүчин зүйлүүд
Стрессийн далайц: Стрессийн хэмжээ нь металлын ядрах хугацааг шууд нөлөөлдөг.
Дундаж стрессийн хэмжээ: Дундаж стресс их байх тусам металлын ядрах хугацаа богиносдог.
Циклийн тоо: Метал нь мөчлөгийн ачаалал эсвэл ачаалалд олон удаа өртөх тусам ядаргааны эвдрэл хуримтлагдах нь илүү ноцтой болно.
Урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ
Материалын сонголтыг оновчтой болгох: Ядаргааны хязгаартай материалыг сонго.
Стрессийн концентрацийг багасгах: Бөөрөнхий булангийн шилжилтийг ашиглах, хөндлөн огтлолын хэмжээсийг нэмэгдүүлэх гэх мэт бүтцийн дизайн эсвэл боловсруулалтын аргаар стрессийн концентрацийг бууруулна.
Гадаргуугийн боловсруулалт: Металл гадаргууг өнгөлөх, шүрших гэх мэт гадаргуугийн согогийг багасгаж, ядрах бат бөх чанарыг сайжруулна.
Хяналт, засвар үйлчилгээ: Металл эд ангиудыг тогтмол шалгаж, ан цав зэрэг согогийг цаг алдалгүй илрүүлэх, засах; хуучирсан эд ангиудыг солих, сул холбоосыг бэхжүүлэх зэрэг ядаргаанд өртөмтгий хэсгүүдийг хадгалах.
Металлын ядаргаа нь гэнэтийн, орон нутгийн байдал, хүрээлэн буй орчинд мэдрэмтгий байдлаар тодорхойлогддог нийтлэг металлын эвдрэлийн горим юм. Стрессийн далайц, дундаж стрессийн хэмжээ, мөчлөгийн тоо нь металлын ядаргаанд нөлөөлдөг гол хүчин зүйлүүд юм.
SN муруй: янз бүрийн стрессийн түвшний материалын ядрах хугацааг тодорхойлдог бөгөөд S нь стрессийг, N нь стрессийн мөчлөгийн тоог илэрхийлдэг.
Ядаргааны бат бэхийн коэффициентийн томъёо:
(Kf = Ka \cdot Kb \cdot Kc \cdot Kd \cdot Ke)
Энд (Ka) нь ачааллын хүчин зүйл, (Kb) нь хэмжээ, (Kc) нь температурын хүчин зүйл, (Kd) нь гадаргуугийн чанарын хүчин зүйл, (Ke) нь найдвартай байдлын хүчин зүйл юм.
SN муруй математик илэрхийлэл:
(\sigma^m N = C)
Энд (\sigma) нь стресс, N нь стрессийн мөчлөгийн тоо, m ба C нь материаллаг тогтмолууд юм.
Тооцооллын алхамууд
Материалын тогтмолыг тодорхойлох:
m ба C-ийн утгыг туршилтаар эсвэл холбогдох ном зохиолд тулгуурлан тодорхойлно.
Стресс концентрацийн хүчин зүйлийг тодорхойлох: Хэсгийн бодит хэлбэр, хэмжээ, түүнчлэн филе, голын суваг гэх мэт хүчин зүйлээс үүссэн стрессийн концентрацийг харгалзан үзэхэд стресс концентрацийн хүчин зүйл K. Ядаргааны бат бэхийг тооцоолох: SN муруй ба хүчдэлийн дагуу. Концентрацийн хүчин зүйл нь эд ангиудын дизайны хугацаа, ажлын стрессийн түвшинтэй хослуулан ядрах хүчийг тооцоолно.
2. Хуванцар чанар:
Хуванцар чанар гэдэг нь гадны хүчний нөлөөлөлд өртөх үед гадны хүч нь уян харимхайн хязгаараас хэтэрсэн үед тасрахгүйгээр байнгын хэв гажилт үүсгэдэг материалын шинж чанарыг хэлнэ. Энэ хэв гажилт нь эргэлт буцалтгүй бөгөөд гаднах хүчийг арилгасан ч материал нь анхны хэлбэрээ буцааж өгөхгүй.
Хуванцар чанарын индекс ба түүнийг тооцоолох томъёо
Сунгах (δ)
Тодорхойлолт: Суналт гэдэг нь царигийн анхны урт хүртэл суналтын хугарлын дараах царигийн хэсгийн нийт хэв гажилтын хувь хэмжээг хэлнэ.
Томъёо: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Энд L0 нь дээжийн анхны хэмжигч урт;
L1 нь дээжийг хугалсны дараах хэмжүүрийн урт юм.
Сегментийн бууралт (Ψ)
Тодорхойлолт: Сегментийн бууралт нь дээжийг анхны хөндлөн огтлолын талбай хүртэл хугалсны дараа хүзүүний цэг дэх хөндлөн огтлолын хамгийн их бууралтын хувийг хэлнэ.
Томъёо: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Энд F0 нь сорьцын анхны хөндлөн огтлолын талбай;
F1 нь дээжийг хугалсны дараа хүзүүний цэг дэх хөндлөн огтлолын талбай юм.
3. Хатуулаг
Металлын хатуулаг нь металл материалын хатуулгийг хэмжих механик шинж чанарын үзүүлэлт юм. Энэ нь металл гадаргуу дээрх орон нутгийн эзэлхүүний хэв гажилтыг эсэргүүцэх чадварыг харуулдаг.
Металлын хатуулгийн ангилал ба дүрслэл
Металлын хатуулаг нь янз бүрийн туршилтын аргуудын дагуу төрөл бүрийн ангилал, дүрслэлийн аргуудтай байдаг. Голчлон дараахь зүйлийг багтаана.
Бринеллийн хатуулаг (HB):
Хэрэглэх хамрах хүрээ: Өнгөт металл, ган, дулааны боловсруулалт хийхээс өмнө эсвэл зөөлрүүлсний дараа материал нь илүү зөөлөн үед ихэвчлэн ашиглагддаг.
Туршилтын зарчим: Туршилтын тодорхой хэмжээний ачааллын үед хатууруулсан ган бөмбөлөг эсвэл карбид бөмбөлгийг тодорхой диаметртэй турших металлын гадаргуу дээр шахаж, тогтоосон хугацааны дараа ачааг буулгаж, доголын диаметр Турших гадаргуу дээр хэмжилт хийнэ.
Тооцооллын томъёо: Бринеллийн хатуулгийн утга нь ачааллыг доголын бөмбөрцөг гадаргуугийн талбайд хуваах замаар олж авсан коэффициент юм.
Роквелл хатуулаг (HR):
Хэрэглэх хүрээ: Дулааны боловсруулалтын дараах хатуулаг зэрэг өндөр хатуулагтай материалд ихэвчлэн ашиглагддаг.
Туршилтын зарчим: Бринеллийн хатуулагтай төстэй боловч өөр өөр датчик (алмаз) болон өөр өөр тооцооны аргуудыг ашиглана.
Төрөл: Хэрэглээнээс хамааран HRC (өндөр хатуулагтай материалын хувьд), HRA, HRB болон бусад төрлүүд байдаг.
Викерсийн хатуулаг (HV):
Хэрэглэх хүрээ: Микроскопоор шинжилгээ хийхэд тохиромжтой.
Туршилтын зарчим: Материалын гадаргуу дээр 120кг-аас бага ачаалалтай, 136° оройн өнцөг бүхий алмаазан дөрвөлжин конусан зүсэгчийг дарж, материалын доголын нүхний гадаргууг ачааллын утгад хувааж Викерсийн хатуулгийн утгыг авна.
Leeb хатуулаг (HL):
Онцлог: Зөөврийн хатуулаг шалгагч, хэмжихэд хялбар.
Туршилтын зарчим: Хатуулгийн гадаргууд цохиулсны дараа цохилтын бөмбөгний толгойноос үүссэн үсрэлтийг ашиглаж, хатуулгийг дээжийн гадаргуугаас 1 мм-ийн цоолтуурын цохилтын хурдыг цохилтын хурдтай харьцаагаар тооцоолно.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 9-р сарын 25-ны хооронд
