Ուժ ընդդեմ. Կոշտություն: Հիմնական տարբերություններ նյութերի գիտության մեջ

Բովանդակության աղյուսակ Ցույց տալ

1. Ներածություն

Նյութերի աշխարհում գիտություն եւ ճարտարագիտություն, Երկու կարեւորագույն հատկություններ, որոնք ուղղակիորեն ազդում են տարբեր պայմաններում նյութերի կատարման վրա ուժ և կարծրություն.

Այս հատկությունները կարեւոր դեր են խաղում որոշելու, թե ինչպես են նյութերը վարվում սթրեսի տակ, ազդեցություն, կամ երկարատեւ օգտագործումը.

Չնայած դրանք հաճախ օգտագործվում են փոխարինելիորեն, Ուժ ընդդեմ. Խիստությունը վերաբերում է հստակ բնութագրերին
որոնք տարբեր հետեւանքներ ունեն նյութի ընտրության եւ ձեւավորման համար `ծրագրերի լայն տեսականիով.

Կառույցը նախագծելիս, ինչպիսիք են բարձրահարկ շենքը, բարձր ուժ պահանջվում է կրել հսկայական բեռներ.

Մյուս կողմից, Անվտանգության կրիտիկական մասեր ձեւավորելիս, ինչպիսիք են տրանսպորտային միջոցների բամպերները կամ վթարի գոտիները, կարծրություն գերագույն է, որ նյութը կլանում է ազդեցության էներգիան առանց կոտրելու.

Այս բլոգում, Մենք ուսումնասիրելու ենք հիմնական սահմանումները, Տարբերությունները, եւ այս էական նյութական հատկությունների իրական աշխարհի ծրագրերը.

2. Ինչ է ուժը?

Ուժ հիմնարար նյութական սեփականություն է, որը վերաբերում է կիրառվող սթրեսի տակ դավանանքի կամ ձախողման հետ կապված նյութի ունակությանը.

Այն չափում է, թե որքան ուժ է կարող լինել նյութը դիմակայել, նախքան այն սկսում է զիջել (Մշտապես դեֆորմացնել), ընդմիջում, կամ կոտրվածք.

Էապես, Ուժը թելադրում է արտաքին ուժերին դիմանալու նյութի ունակությունը `առանց բաժանվելու.

Ուժի հիմնական տեսակները:

Առաձգական ուժ:

- Վերջնական առաձգական ուժ (Լարել): Առավելագույն սթրեսը նյութը կարող է կարգավորել, մինչ խափանում կամ քաշվելուց առաջ ձգվելիս.
  Այն ներկայացնում է սթրեսի լարված կորի ամենաբարձր կետը եւ ցույց է տալիս, որ ձգվող ուժերին դիմակայելու նյութի կարողությունը.
- Բերք տալ ուժ: Սթրեսի մակարդակը, որի վրա նյութը սկսում է կեղծորեն դեֆորմացնել, նկատի ունենալով, որ սթրեսը հանելուց հետո այն չի վերադառնա իր սկզբնական ձեւին.
  Սա ծանրակշիռ սեփականություն է, երբ բեռի կրող ծրագրերի համար նյութեր նախագծելիս.

Սեղմիչ ուժ:
- Սեղմիչ ուժը վերաբերում է առանցքային սեղմիչ բեռներին դիմակայելու նյութի ունակությանը, որտեղ նյութը սեղմվում է, այլ ոչ թե ձգված.
  Այն հատկապես կարեւոր է սյուների համար, Կառուցվածքային բաղադրիչներ, կամ բաղադրիչները, ինչպիսիք են բետոնե հիմքերը, որոնք սեղմող ուժեր են զգում.
Shear ուժ:

- Shear Forp- ը նյութի ունակությունն է դիմակայելու սահող ուժերին, որոնք կիրառվում են նրա մակերեսին զուգահեռ.
  Այն հատկապես կարեւոր է ամրացնող եւ միավորված կառույցներում օգտագործվող նյութերում, որտեղ կտրուկ ուժերը կարող են տարածվել.
Flex անապարհային ուժ (Խզման մոդուլ):

- Կոտրածի ճկուն ուժը կամ մոդուլը չափում է նյութի ունակությունը դիմակայելու համար թեքման ուժերին առանց կոտրելու.
  Դա հատկապես տեղին է ճառագայթների համար, ափսեներ, եւ այլ կառուցվածքային տարրեր, որոնք սպառնում են ծառայության ընթացքում.
Torsional ուժ:

- Torsional- ի ուժը նյութի դիմադրության միջոց է ոլորման կամ պտտվող ուժերին, Կարեւոր է մեխանիկական համակարգերում հանքահորերի եւ շարժակների նման մասերի համար.

Ուժի վրա ազդող գործոններ:

Նյութական կազմ: Նյութի քիմիական դիմահարդարում, ինչպիսիք են պողպատե ածխածնի քանակը, մեծ դեր է խաղում իր ուժի մեջ. Ածխածնի բարձր պարունակությունը հիմնականում մեծացնում է ուժը.
Միկրոկառուցվածք: Ներքին կառուցվածքը, ներառյալ հացահատիկի չափը եւ փուլային բաշխումը, որոշում է, թե ինչպես է նյութը արձագանքում արտաքին սթրեսին.
Ավելի լավ ձավարեղենը սովորաբար նպաստում է ավելի բարձր ուժին.
He երմամշակում: Գործընթացները, ինչպիսիք են մթնոլորտը, մեռած, կամ օծանելիքը փոխում է նյութի միկրոհամայնք, ուժը ուժեղացնելու կամ հանգստացնելու համար.
Աշխատանքի կարծրացում: Ավելի ցածր ջերմաստիճանում դեֆորմացիան մեծացնում է ուժը `ներմուծելով տեղաշարժեր, որոնք խոչընդոտում են ատոմների շարժմանը.
Սառը աշխատող: Մեխանիկական դեֆորմացիան նյութի վերամշակման ջերմաստիճանից ցածր ջերմաստիճանի միջոցով մեծացնում է ուժը լարվածության կարծրացման միջոցով.

Չափում: Ուժը, որպես կանոն, չափվում է, օգտագործելով մեխանիկական փորձարկման մեթոդներ, ինչպիսիք են Առաձգական փորձարկում, Սեղմման փորձարկում, և Shear Testing.
Այս թեստերը օգնում են որոշել առավելագույն սթրեսը, որը նյութը կարող է դիմանալ նախքան անդառնալիորեն կոտրելը կամ դեֆորմացնելը.

Ուժի կարեւորությունը:

Կառուցվածքային ամբողջականությունը: Ուժը ապահովում է, որ նյութերը կարող են աջակցել կիրառական բեռներին, առանց կոտրելու կամ ձախողվելու.
Նյութի ընտրություն: Նյութական ուժը հասկանալը թույլ է տալիս ինժեներներին ընտրել որոշակի դիմումի ճիշտ նյութը `հիմնված բեռի եւ կատարողականի պահանջների հիման վրա.
Դիզայնի նկատառումները: Ուժի տվյալներ ՁԻԱՀ-ի ինժեներներ `տարբեր ծրագրերի համար անհրաժեշտ բնութագրերը բավարարող նյութեր նախագծելու մեջ, Երկարակեցության եւ անվտանգության ապահովում.
Անվտանգություն: Բարձր ամրության նյութերը նվազեցնում են կրիտիկական ծրագրերում աղետալի ձախողման ռիսկը, Նպաստելով կառույցների եւ բաղադրիչների անվտանգությանը.

3. Ինչ է կոշտությունը?

Կոշտություն նյութի ունակությունն է էներգիան կլանելու եւ պլաստիկորեն դեֆորմացնել առանց կոտրելու.
Այն հաճախ նկարագրվում է որպես նյութի կարողություն `ներծծելու ազդեցությունը կամ ցնցումների բեռնումը եւ դիմակայել ճաքերի տարածմանը.

Խիստությունը համատեղում է ինչպես ուժը, այնպես էլ ճկունությունը, Որը հնարավորություն է տալիս նյութեր ներծծել էներգիան նախքան ձախողումը.

Կոշտության հիմնական կողմերը:

Էներգիայի կլանում: Կոշտությունը քանակականացնում է, թե որքան էներգիա կարող է ներծծվել նախքան կոտրվածքներ.
Այս էներգիան հաճախ ներկայացվում է սթրեսի լարված կորի տակ գտնվող տարածքի տակ մինչեւ կոտրվածքի կետը, որտեղ նյութը սկսում է ձախողվել.
Ուժի եւ ճկունության համադրություն: Ի տարբերություն ուժի, որը մտահոգված է դեֆորմացմանը դիմակայելու նյութի ունակությամբ,
կոշտությունը կոմպոզիտային սեփականություն է, որը կախված է երկու ուժից (Որքան սթրեսը կարող է դիմակայել նյութը) եւ ճկունություն (Կոտրեւից առաջ պլաստիկորեն դեֆորմացնելու նյութի կարողությունը).

Կոշտության տեսակները:

Կոտրվածքային կոշտություն:
- Կարեւոր սթրեսի ինտենսիվության գործոն (K_ic): Սա չափում է նյութի դիմադրությունը տարածելու համար.
  Այն ցույց է տալիս, թե որքանով է նյութը կարող դիմակայել առկա ճաքերի տարածմանը, Կրիտիկական հատկություն, երբ գործ ուներ նյութեր, որոնք կարող են ունենալ թերություններ կամ ճաքեր.
Ազդեցության կոշտություն:

- Ազդեցության կոշտությունը սովորաբար չափվում է, օգտագործելով թեստերի նման Խարխուլ կամ Իզոդ Թեստեր, որոնք գնահատում են նյութի կարողությունը էներգիան կլանել ազդեցությունից.
  Նվազեցված նմուշը հարվածում է ճոճվող ճոճանակով, եւ կոտրվածքից առաջ կլանված էներգիան չափվում է.

Կոշտության վրա ազդող գործոններ:

Նյութական կազմ: Նյութի համաձուլման տարրերը կարող են ազդել դրա կոշտության վրա.
Օրինակ, Նիկելը պողպատին ավելացնելը կարող է զգալիորեն բարձրացնել իր կոշտությունը, Հատկապես ավելի ցածր ջերմաստիճանում.
Միկրոկառուցվածք: Ատոմների դասավորությունը, ձավարեղեն, եւ նյութի շրջանակներում փուլերը ազդում են կոշտության վրա.
Տուգանք, Միատեսակ ձավարեղենը, որպես կանոն, մեծացնում է կոշտությունը, Մինչ կոպիտ հացահատիկները կամ փխրուն փուլի առկայությունը կարող են նվազեցնել այն.
Ջերմաստիճան: Կոշտությունը կարող է տարբեր լինել ջերմաստիճանից. Նյութերը, որոնք կոշտ են սենյակային ջերմաստիճանում, կարող են փխրուն լինել ցածր ջերմաստիճանում, Նվազեցնելով նրանց կոշտությունը.
Լարում: Այն արագությունը, որի վրա նյութը դեֆորմացվում է, կարող է նաեւ ազդել դրա կոշտության վրա. Արագ դեֆորմացիան երբեմն կարող է նյութական դարձնել ավելի փխրուն դառնալու համար.
He երմամշակում: Օծման գործընթացները կարող են մեծացնել կոշտությունը `նյութը ավելի ճկուն դարձնելով, Թեեւ գործընթացները կարող են մեծացնել ուժը, բայց նվազեցնել կոշտությունը.
Ներառվածքներ եւ կեղտեր: Ոչ մետաղական ներառությունների առկայությունը, ինչպիսիք են սուլֆիդները կամ օքսիդները, կարող են գործել որպես սթրեսի կոնցենտրատորներ, Կոշտությունը նվազեցնելով `ճաքեր նախաձեռնելու միջոցով.

Չափում: Կոշտությունը սովորաբար չափվում է Ազդեցության փորձարկում, ինչպիսիք են Charpy V-Notch թեստ կամ Izod ազդեցության թեստ,
և Կոտրվածքների կոշտության թեստեր նման Միայնակ եզրափակիչ թեքում (Սեն) կամ Կոմպակտ լարվածություն (Ցենտ) Թեստեր.

Կոշտության կարեւորությունը:

Անվտանգություն: Կոշտությունը վճռորոշ է այն ծրագրերում, որտեղ նյութերը զգում են ազդեցություն կամ դինամիկ բեռնում,
քանի որ դա օգնում է կանխել աղետալի ձախողումը եւ ապահովում է, որ նյութը դեֆորմացվի վերահսկվող ձեւով, քան փչացնելը.
Հոգնածության դիմադրություն: Կոշտ նյութերը ավելի լավ են դիմակայել ճեղքերի նախաձեռնությանը եւ տարածմանը, որը կարող է էապես բարձրացնել նյութի ծառայության կյանքը.
Ազդեցության դիմադրություն: Արդյունաբերության մեջ, ինչպիսիք են ավտոմոբիլային կամ օդատիեզերքը, կոշտությունը կենսական նշանակություն ունի հանկարծակի բեռների կամ ազդեցությունների ենթարկված մասերի համար, ինչպիսիք են բամպերները, օդային միջոցներ, եւ վթարի բաղադրիչներ.
Crack ձերբակալում: Կոշտ նյութերը կարող են դադարեցնել կամ դանդաղեցնել ճաքերի տարածումը, որը կարեւոր է ժամանակի ընթացքում կառուցվածքային ամբողջականության պահպանման գործում.

Կոշտության ուժեղացում:

Նյութի ընտրություն: Ընտրեք նյութեր, որոնք հայտնի են իրենց կոշտության համար, ինչպիսիք են որոշակի չժանգոտվող պողպատներ, Ալյումինե խառնուրդներ, կամ պոլիմերային կոմպոզիտներ.
Ալյումինե ձեւավորում: Մշակել համաձուլվածքներ, ուժի եւ ճկունության հավասարակշռված համադրությամբ `երկու հատկությունները բարելավելու համար.
He երմամշակում: Օգտագործեք օծանելիք կամ այլ գործընթացներ `նյութական ճկունությունը բարձրացնելու եւ կոշտությունը բարելավելու համար.
Միկրոհամակարգարարական տեխնիկա: Վերահսկեք հացահատիկի չափը եւ փուլային բաշխումը `կոշտությունը օպտիմալացնելու համար.
Հավելանյութեր: Կոշտությունը բարձրացնելու համար ավելացնել չուգունի կամ նիկելի գրաֆիտի նման տարրեր `կոշտությունը բարձրացնելու համար.

4. Հիմնական տարբերություններ ուժի եւ կոշտության միջեւ

Ուժը եւ կոշտությունը երկու կարեւոր հատկություններ են, որոնք սահմանում են, թե ինչպես են նյութերը պատասխանում տարբեր տեսակի սթրեսի եւ շտամների.

Չնայած դրանք սերտորեն կապված են, Դրանք սկզբունքորեն տարբեր են, թե ինչպես են դրանք չափվում եւ դրանց դերը նյութի պահվածքում.

Ահա ուժի միջեւ եղած հիմնական տարբերությունների մանրամասն տրոհումը. կարծրություն:

Չափում:

Ուժ: Ուժը սովորաբար չափվում է մեխանիկական թեստերի միջոցով, ինչպիսիք են:

- Առաձգական փորձարկում: Որոշում է, թե որքան ուժ է կարողանա դիմակայել, երբ ձգվում է.
- Սեղմիչ փորձարկում: Չափում է սեղմիչ ուժերին դիմակայելու նյութի կարողությունը.
- Shear Testing: Գնահատում է նյութի կարողությունը դիմակայելու ուժերին, որոնք կիրառվում են իր մակերեսին զուգահեռ.

Կոշտություն: Կոշտությունը չափվում է `փորձարկելով նյութի կարողությունը` էներգիան ներծծելու համար նախքան կոտրվածքից առաջ, որը սովորաբար կատարվում է նման մեթոդներով:

- Ազդեցության թեստեր (Խարխուլ, Իզոդ): Այն դեպքում, երբ խցանված նմուշը ենթարկվում է ճոճվող ճոճանակի, կոտրվածքների ընթացքում ներծծվող էներգիան չափելու համար.
- Կոտրվածքների կոշտության թեստեր: Թեստեր, ինչպիսիք են K_ic Թեստը չափում է նյութի դիմադրությունը սթրեսի տակ տարածումը կոտրելու համար.

Նյութի վարք:

Ուժ: Բարձր ուժ ունեցող նյութերը կարող են դիմակայել մեծ բեռներին, բայց հակված են հանկարծակի ձախողման, երբ հասնում են իրենց խախտման կետին.
Այս նյութերը կարող են զգալիորեն դեֆորմացնել նախքան կոտրելը, ինչը նշանակում է, որ դրանք կարող են փխրուն լինել.

- Օրինակ: Նման նյութեր պողպատ և Titanium համաձուլվածքներ բարձրորակ նյութեր են, Իդեալական է կառույցների կամ բաղադրիչների համար, որոնք պետք է դիմեն բարձր ստատիկ կամ դինամիկ բեռներ, առանց ձախողման.

Կոշտություն: Բարձր կոշտություն ունեցող նյութերը կարող են կլանել զգալի քանակությամբ էներգիա `նախքան կոտրելը պլաստիկ դեֆորմացիան անցնելով.
Սա նշանակում է, որ նրանք կարող են դիմանալ ազդեցություններին, Թրթռում, կամ ցիկլային բեռնում առանց աղետալի ձախողման, Դրանք իդեալական դարձնելով բաղադրիչների համար, որոնք պետք է դիմակայել հանկարծակի ուժերին.

- Օրինակ: Ռետին, Ալյումինե խառնուրդներ, և Խոզանակ չուգուն իրենց կոշտության համար հայտնի նյութերի օրինակներ են, էներգիա կլանում է դեֆորմացիայի միջոցով, քան կոտրելը.

Ductility vs. Չծշածություն:

Ուժ: Ուժեղ նյութերը կարող են լինել կամ Դքսություններ կամ փխրուն. Ձեռքի նյութեր կոտրվելուց առաջ կարող է զգալիորեն ձգվել կամ դեֆորմացնել, մինչդեռ փխրուն նյութեր Կոտրվածք փոքրիկ դեֆորմացիայով.

- Ձեռքի նյութեր: Պղնձ և ալյումին.
- Փխրուն նյութեր: Ապակու և Կերամիկա.

Կոշտություն: Կոշտ նյութերը սովորաբար ծծելի են. Նրանք անհաջողությունից առաջ ենթարկվում են զգալի դեֆորմացիայի, որը թույլ է տալիս նրանց կլանել ավելի շատ էներգիա եւ դիմակայել ճեղքմանը.
Հետեւաբար, կոշտությունը հաճախ կապված է առաձգականություն.
Բարձր կոշտությամբ նյութերը կարող են կլանել մեծ քանակությամբ էներգիա, առանց կոտրելու կամ կոտրելու,
Այդ իսկ պատճառով կոշտությունը հատկապես կարեւոր է նյութերի համար, որոնք ենթարկվելու են ազդեցության կամ ցնցումների.

- Կոշտ նյութեր: Ռետին, պոլիէթիլենային, և խստացված պողպատ.

Սթրես-լարված կորը:

Ուժ: Սթրեսի լարված կորի վրա, Ուժը ներկայացված է կորի գագաթով.
Առաձգական ուժ և բերք տալ ուժ այս կորի հիմնական կետերն են, նշելով առավելագույն սթրեսը `նյութը կարող է դիմակայել մինչեւ ձախողումը կամ մշտական դեֆորմացումը.
Կոշտություն: Կոշտությունը ներկայացված է ընդհանուր տարածքով սթրեսի լարված կորի տակ մինչեւ կոտրվածքի կետը.
Որքան մեծ է տարածքը, Որքան ավելի շատ էներգիա կարող է ներծծել նյութը նախքան կոտրելը.
Սա նշանակում է կարծրություն հաշվի է առնում ինչպես եւ ուժ (Դիմադրություն սթրեսին) և առաձգականություն (դեֆորմացնելու ունակություն) նյութի.

Ուժի եւ կոշտության բարձրացում:

Ուժ: Ուժը բարձրացնելու համար, Նյութերը կարող են ենթարկվել:

- Խառնուրդ: Ավելացնելով այլ տարրեր (օր., ածխածնային, նիկել, կամ քրոմ) ուժը բարձրացնելու համար.
- He երմամշակում: Գործընթացներ, ինչպիսիք են մարսած, մեռած, և անողորմ բարելավել նյութերի ուժը.
- Սառը աշխատող: Ավելի ցածր ջերմաստիճանում մեխանիկական դեֆորմացիան մեծացնում է ուժը Լարում կարծրացում.

Կոշտություն: Կոշտությունը բարելավելու համար, Ինժեներները կարող են:

- Ընտրեք կոշտ նյութեր: Նման նյութեր պողպատ կամ Ալյումինե խառնուրդներ հատուկ նախագծված են բարձր կոշտության համար.
- He երմամշակում: Անողորմ Փափկացնում է նյութերը, ավելացնելով նրանց ճկունության եւ կոշտության բարելավումը.
- Ալյումինե ձեւավորում: Որոշ համաձուլվածքներ ձեւակերպվում են ուժ եւ կոշտություն հավասարակշռելու համար, ինչպիսիք են բարձրորակ ցածր խառնուրդային պողպատներ.

Ուժի եւ կոշտության միջեւ առեւտուր:

Կարեւոր է գիտակցել, որ հաճախ կա արտադրանքի վաճառք Ուժի ընդդեմ. կարծրություն.

Նյութը, որն ավելի ուժեղ է դարձվում ջերմամշակման կամ համաձուլման նման մեթոդներով, կարող է դառնալ ավելի փխրուն, Նվազեցնելով դրա կոշտությունը.

Ընդհակառակ, կոշտությունը բարձրացնելը կարող է հանգեցնել ուժի նվազմանը, Քանի որ նյութը կարող է դառնալ ավելի կոշտ եւ հակված դեֆորմացիայի.

Հետեւաբար, ինժեներական ձեւավորման մեջ, Անհրաժեշտ է ուշադիր հավասարակշռել ուժն ընդդեմ. կոշտություն `ըստ դիմումի հատուկ պահանջների.

5. Բարձր ուժ ունեցող նյութեր vs. Բարձր կոշտություն

Ինժեներական ծրագրերի համար նյութեր ընտրելիս, հասկանալ հավասարակշռությունը միջեւ ուժ և կարծրություն շատ կարեւոր է.

Երկու հատկությունները կարեւոր են, Բայց նրանց դերերը տարբերվում են `կախված դիմումի հատուկ պահանջներից.

Բարձր ամրության նյութեր

Բարձր ուժ ունեցող նյութերը նախագծված են դավաճանության եւ ձախողման համար զգալի սթրեսի համաձայն.

Այս նյութերը իդեալական են դիմումների համար, որտեղ բաղադրիչները պետք է դիմակայեն զգալի բեռներին, ճնշում, կամ ուժեր, առանց մշտական դեֆորմացման կամ կոտրվածքների.

Բարձրորակ նյութերի բնութագրերը:

Սթրեսի տակ դեֆորմացիայի բարձր դիմադրություն.
Մեծ ուժերին դիմակայելու ունակություն `նախքան ձախողումը.
Սովորաբար ավելի քիչ ճկուն, նկատի ունենալով, որ նրանք կարող են կոտրվել հանկարծ առանց մեծ դեֆորմացիայի.

Ընդհանուր բարձրորակ նյութեր:

Titanium համաձուլվածքներ:

- Ուժ: Titanium համաձուլվածքներ կարող է հասնել առաձգական ուժեղ կողմերի 900 MPA, Գերազանց կատարողականություն առաջարկելով պահանջկոտ միջավայրում.
- Դիմումներ: Լայնորեն օգտագործվում է օդատիեզերական բաղադրիչներում, ներառյալ ինքնաթիռների շրջանակներ եւ շարժիչների մասեր, Դրանց ուժի հետ կապված հարաբերակցության պատճառով,
  Բարձր կոռոզիոն դիմադրություն, եւ բարձրորակ ջերմաստիճանում կատարողականը պահպանելու ունակություն.
- Օրինակ: Առեւտրային ավիատոմսերը օգտագործում են տիտանի խառնուրդները `կառուցվածքային ամբողջականությունը պահպանելու ընթացքում քաշը նվազեցնելու համար, հանգեցնելով բարելավված վառելիքի արդյունավետության.

Ածխածնի մանրաթելային ամրացված պոլիմերներ (Cfrp):

- Ուժ: Cfrp առաջարկում է առաձգական ուժեղ կողմեր 3,500 MPA, այն դարձնելով մատչելի ամենաուժեղ նյութերից մեկը.
- Դիմումներ: Սովորաբար օգտագործվում է բարձրորակ մարզական սարքավորումների մեջ, Racing տրանսպորտային միջոցներ,
  եւ օդատիեզերական կառույցներ, CFRP- ն ապահովում է ուժի եւ թեթեւ գույքների հիանալի համադրություն.
- Օրինակ: Formula One Cars- ը CFRP- ն օգտագործում է շասսի եւ թեւերի նման բաղադրիչների համար, ուժի եւ արդյունավետության օպտիմալացում `քաշը նվազագույնի հասցնելով.

Գործիք steels:

- Ուժ: Գործիք steels կարող է հասնել վերեւում գտնվող կարծրության մակարդակի 60 Հաշտություն, դրանք իդեալական դարձնելով դիմումների համար, որոնք պահանջում են ծայրահեղ կոշտություն եւ մաշվածություն.
- Դիմումներ: Օգտագործվում է կտրող գործիքների մեջ, Մահանում է, եւ ձուլվածքներ `խստությունն ու ամրությունը պահպանելու իրենց ունակության պատճառով նույնիսկ բարձր սթրեսային պայմաններում.
- Օրինակ: Բարձր արագությամբ պողպատե գործիքներ, սովորաբար օգտագործվում է մշակման գործողություններում, պահպանել կտրուկ եւ ամրություն երկարաձգված ժամանակահատվածներում.

Բարձրորակ ցածր խառնուրդ (HSLA) Պողպատ:

- Ուժ: Այս պողպատները տալիս են բերքատվության ուժեղ ուժեր 345 Mpa to 550 MPA, Ուժի եւ արժեքի միջեւ լավ հավասարակշռություն առաջարկելով.
- Դիմումներ: Իդեալական է շինարարության մեջ օգտագործելու համար, ավտոմոբիլային, եւ ենթակառուցվածքային նախագծեր, որտեղ անհրաժեշտ է ուժը, բայց ծախսարդյունավետությունը նույնպես կարեւոր է.
- Օրինակ: HSLA steels- ով կառուցված կամուրջները նպաստում են ամրությունից եւ պահպանման ծախսերի կրճատմանը.

Բարձր կոշտության նյութեր

Բարձր կոշտության նյութերը հայտնի են կոտրվածքից առաջ զգալի քանակությամբ էներգիա կլանելու ունակության համար.

Այս նյութերը հատկապես օգտակար են դիմումների մեջ, որտեղ բաղադրիչները ենթարկվում են հանկարծակի ազդեցությունների, Դինամիկ բեռնում, կամ հոգնածություն.

Թեեւ այդ նյութերը միշտ չէ, որ կարող են լինել նույնքան ուժեղ, որքան բարձր ամրության նյութերը, Նրանք կարող են դիմակայել ավելի զգալի դեֆորմացիան, առանց կոտրելու.

Բարձր կոշտության նյութերի բնութագրերը:

Կոտրվածքից առաջ էներգիան կլանելու բարձր ունակություն.
Կարող է ենթարկվել էական պլաստիկ դեֆորմացիայի առանց ճեղքման.
Սովորաբար ավելի ճկուն, նկատի ունենալով, որ նրանք կարող են թեքվել կամ ձգվել նախքան կոտրելը.

Ընդհանուր բարձր կոշտության նյութեր:

Ռետին:

- Կոշտություն: Ռետինները կարող են կլանել մինչեւ 50 J էներգիա մեկ քառակուսի սանտիմետր, Այն խիստ արդյունավետ դարձնելով ցնցումային եւ թրթռում.
- Դիմումներ: Օգտագործվում է ավտոմոբիլային անվադողերում, կնիքներ, եւ ցնցող կլանիչներ, Ռետինե կոշտությունը թույլ է տալիս դիմակայել կրկնվող դեֆորմացմանը եւ ազդեցությանը.
- Օրինակ: Ռետինեից պատրաստված ավտոմոբիլային անվադողերը բարելավում են անվտանգությունն ու հարմարավետությունը `կլանելով ճանապարհի ազդեցությունը եւ ավելի լավ քաշում.

Ալյումինե համաձուլվածքներ:

- Կոշտություն: Ալյումին լավ կոշտություն է ցուցաբերում, առաձգական ուժեղ կողմերով 90 MPA եւ ELONGATIONATE ԳՆԵՐԸ ԳՏՆՈՒՄ ԵՆ 20%.
- Դիմումներ: Ալյումինի համաձուլվածքները օգտագործվում են ավտոմոբիլային, օդատիեզերական, եւ փաթեթավորման արդյունաբերություններ, որտեղ պահանջվում է թեթեւակի եւ կոշտության համադրություն.
- Օրինակ: Օդանավերի ձեռնոցները հաճախ օգտագործում են ալյումինե խառնուրդներ `քաշը նվազեցնելու համար, միաժամանակ ազդեցության դիմադրության եւ կառուցվածքային ամբողջականության ապահովում.

Պոլիէթիլենային:

- Կոշտություն: Պոլիէթիլենը կարող է կլանել 80 J / CM², այն դարձնելով իդեալական ընտրություն `բարձր կոշտություն պահանջող դիմումների համար.
- Դիմումներ: Սովորաբար օգտագործվում է փամփուշտներով եւ պաշտպանիչ հանդերձում, Պոլիէթիլենայի կոշտությունը հնարավորություն է տալիս այն հեռացնել ազդեցության էներգիան.
- Օրինակ: Պոլիէթիլենային մանրաթելերից պատրաստված մարմնի զրահը արդյունավետ պաշտպանություն է ապահովում բալիստիկ սպառնալիքներից.

Ծորակ երկաթ:

- Կոշտություն: Ductile Iron- ն առաջարկում է ուժի դեմ պայքարում. կարծրություն, Առաձգական ուժեղ կողմերով 600 ՄՊԱ-ն եւ երկարաձգումը 10%.
- Դիմումներ: Օգտագործվում է խողովակաշարերում, Ավտոմոբիլային բաղադրիչներ, եւ ենթակառուցվածքներ `ծանր ծանրության եւ ծանր բեռներ դիմակայելու ունակության պատճառով.
- Օրինակ: Ductile Iron խողովակները ապահովում են հուսալի ջրի բաշխում, Նույնիսկ տատանվող ճնշումների տակ, պահպանելով կոշտությունը եւ կոտրվածքների ռիսկը նվազեցնելով.

Ուժ ընդդեմ. Կոշտություն: Առեւտրային աշխատանքները

Հաճախ կա արտադրանքի վաճառք Ուժի ընդդեմ. կարծրություն. Մինչ բարձրորակ նյութեր գերազանցում են ստատիկ կամ դինամիկ բեռներով դեֆորմացիան դիմակայելու համար,

բարձր կոշտության նյութերը ավելի լավ են կատարում ազդեցության տակ կամ ցնցումների բեռնումը.

Բարձր ամրության նյութեր իդեալական են ստատիկ բեռների համար, որտեղ դեֆորմացիան նվազագույն է, եւ կառուցվածքը պետք է դիմակայի մեծ ուժերին, Ինչպես կամուրջներ կամ ծանր տեխնիկա.
Բարձր կոշտության նյութեր շատ կարեւոր են դիմումների համար, որտեղ բաղադրիչները կարող են ենթարկվել կրկնակի ազդեցությունների,
հոգնածություն, կամ դինամիկ բեռներ, ինչպիսիք են անվտանգության հանդերձում, Ավտոմոբիլային բամպերներ, կամ օդատիեզերական բաղադրիչներ.

Նյութական առեւտրի օրինակներ:

Կերամիկա:

- Ուժ: Կերամիկա հայտնի են իրենց բարձր սեղմիչ ուժով, բայց ցուցադրում են ցածր կոշտություն.
- Դիմումներ: Նրանց խզման պատճառով, Կերամիկան հաճախ օգտագործվում է ոչ ազդեցության դիմումներում, կամ որտեղ նյութը պաշտպանված է դինամիկ բեռներից.
- Օրինակ: Կերամիկական ծածկույթները մետաղական մակերեսների վրա կարող են ուժեղացնել կարծրությունը եւ դիմադրությունը կրել, բայց պահանջում են զգույշ վարվել `ճեղքումը կամ ճեղքումը կանխելու համար.

Պողպատ vs. Ալյումին:

- Պողպատե ընդհանուր առմամբ ավելի մեծ ուժ է առաջարկում ալյումին Բայց ունի ավելի ցածր կոշտություն. Պողպատը իդեալական է դեֆորմացման համար բարձր դիմադրություն պահանջող դիմումների համար.
- Ալյումին, Մինչ ցածր ուժով, ավելի հարմար է այն դիմումների համար, որոնք պահանջում են ավելի լավ կոշտություն, ինչպես նաեւ քաշի խնայողություն.
- Օրինակ: Ավտոմոբիլային արդյունաբերությունն ավելի ու ավելի է նպաստում ալյումինե մարմնի վահանակների համար, Կառուցվածքային ամբողջականության հավասարակշռում `բարելավված վառելիքի արդյունավետությամբ.

6. Տարբեր արդյունաբերություններում ուժի եւ կոշտության դիմումներ

Օդատիեզերք եւ ավիացիա:

Ուժ: Կրգանակավոր է շարժիչների մասերի եւ կառուցվածքային տարրերի նման բաղադրիչների համար, որոնք տեւում են ծայրահեղ ուժերը թռիչքի ժամանակ.
Կոշտություն: Անհրաժեշտ է fuselages- ի եւ թեւերի համար, որոնք պետք է կլանեն էներգիան ազդեցությունից, ինչպիսիք են թռչունների գործադուլները կամ թրթռումները.

Ավտոմոբիլային արդյունաբերություն:

Ուժ: Պահանջվում է շարժիչի մասերի համար, շասսի, եւ կասեցման բաղադրիչները.
Կոշտություն: Անհրաժեշտ է անվտանգության բաղադրիչների համար, ինչպիսիք են բամպերներն ու վթարի գոտիները, Որը պետք է ներծծվի ազդեցության էներգիան բախումների ժամանակ.

Շինարարություն:

Ուժ: Be առագայթների համար կենսական նշանակություն, սյուներ, եւ բեռի կրող կառույցներ.
Կոշտություն: Կարեւոր է երկրաշարժի դիմացկուն շենքերի եւ դինամիկ ուժերի ենթարկված բաղադրիչների համար.

Բժշկական սարքեր:

Ուժ: Պահանջվում է իմպլանտների համար, պրոթեզիա, եւ վիրաբուժական գործիքներ.
Կոշտություն: Անհրաժեշտ է այն սարքերի համար, որոնք ենթարկվում են ցիկլային բեռների, ինչպիսիք են համատեղ փոխարինումները.

7. Ինչպես հավասարակշռել ուժն ու կոշտությունը նյութական ընտրության մեջ

Ուժի եւ կոշտության միջեւ ճիշտ հավասարակշռության հասնելը ցանկացած դիմումի համար նյութական ընտրության կարեւոր կողմ է.

Նյութի ընտրություն:

Ալյումինե ձեւավորում: Ընտրեք համաձուլվածքներ, որոնք հավասարակշռության ուժն ընդդեմ. կարծրություն, ինչպիսիք են որոշակի չժանգոտվող պողպատներ կամ բարձրորակ ցածր խառնուրդային պողպատներ.
Կոմպոզիտներ: Օգտագործելով կոմպոզիտային նյութերը թույլ են տալիս ուժեղ եւ կոշտ բաղադրիչների համադրություն, Ածխածնի մանրաթելային ամրապնդող պոլիմերների նման (Cfrp).

He երմամշակում:

Անողորմ: Փափկացնում է նյութերը `կոշտությունը բարձրացնելու համար, բայց կարող է նվազեցնել ուժը.
Քանդելով եւ խառնվում: Ուժը մեծացնում է հանգստանալու միջոցով, մինչդեռ խառնուրդը վերականգնում է կոշտությունը.

Միկրոկառուցված հսկողություն:

Հացահատիկի չափը: Փոքր ձավարեղենը մեծացնում է ուժը, Բայց կոշտությունը պահպանելու համար անհրաժեշտ է հավասարակշռություն.

Մակերեւութային բուժում:

Կրակոցներ: Մեծացնում է հոգնածության ուժը ընդդեմ. կոշտություն `նյութական մակերեսի վրա սեղմիչ մնացորդային սթրեսներ դրդելով.

8. Եզրափակում

Եզրափակելով, երկուսն էլ ուժ և կարծրություն անհրաժեշտ նյութական հատկություններ են, որոնք պետք է հաշվի առնել տանդեմում նախագծման գործընթացում.

Ուժը ապահովում է նյութը կարող է դիմակայել էական ուժերին, առանց ձախողման, Չնայած կոշտությունը թույլ է տալիս այն կլանել էներգիան եւ դիմակայել դինամիկ բեռների ներքո.

Հասկանալով այս հատկությունների տարբերությունները եւ ծրագրերը `հատուկ նյութի համար ճիշտ նյութի ընտրության բանալին.

Զգույշ նյութական ընտրությամբ, Տեխնիկական ձեւավորում, եւ վերամշակման տեխնիկա,

Հնարավոր է հասնել արդյունաբերական ծրագրերի լայն տեսականի համար անհրաժեշտ ուժի եւ կոշտության օպտիմալ հավասարակշռության.

Սովորել

Գործիքներ

Ընկերություն