Scrigroup - Documente si articole

Username / Parola inexistente      

Home Documente Upload Resurse Alte limbi doc  

 
CATEGORII DOCUMENTE




BulgaraCeha slovacaCroataEnglezaEstonaFinlandezaFranceza
GermanaItalianaLetonaLituanianaMaghiaraOlandezaPoloneza
SarbaSlovenaSpaniolaSuedezaTurcaUcraineana

BiologieBudovaChemieEkologieEkonomieElektřinaFinanceFyzikální
GramatikaHistorieHudbaJídloKnihyKomunikaceKosmetikaLékařství
LiteraturaManagementMarketingMatematikaObchodPočítačůPolitikaPrávo
PsychologieRůznéReceptySociologieSportSprávaTechnikaúčetní
VzděláníZemědělstvíZeměpisžurnalistika

Lomová houževnatost

fyzikální

+ Font mai mare | - Font mai mic






DOCUMENTE SIMILARE

Trimite pe Messenger
VZTAH STRUKTURY A VLASTNOSTI LÁTEK
Lomová houževnatost
Maturitní okruhy pro přípravu k maturitě z fyziky
Signalizácia 39 medzi ISDN ústredňami
MODELOVANIE MKP - Správanie sa konštrukcie a správanie sa prvku
PRUŽNOST A PEVNOST
KONSTRUKČNÍ PLASTY A KOMPOZITY
Diody
Metody molekulárních orbitalů
STŘÍDAVÝ PROUD

Lomová houževnatost

Doc. B. Vlach, CSc.

          Obr. a


 

  F

[kN]


                  DL

         Obr. b


 s

MPa

                    e [%]      

ad1) Máme zkušební tyče různého průřezu So (kruhový, obdélníkový). Při zatěžování dostáváme různé závislosti síla-prodloužení i když tyče jsou z jednoho materiálu (obr a). Museli jsme definovat veli­činy napětí (F/So) a deformaci (DL/Lo) a potom pro daný materiál všechny naměřené závislosti padnou na jedinou křivku (obr b). Máme tedy veličinu 'napětí' (rozměr [MPa]), která vyjadřuje napjatost ve zkušební   tyči. Existuje jistá hodnota napětí, od které vedle elastické deformace vzniká i deformace plastická. Napětí, při kterém začíná vznikat plastická deformace označujeme pojmem 'mez kluzu' a je to materiálová charakteristika. Je to vlastně mezní stav. Pro výpočet konstrukce musí platit, provozní napětí sp = Re/k, kde k > 1 je koeficient bezpečnosti.

 Po druhé světové válce nastává rozvoj metalurgie, jsou vyráběny materiály s vyšší mezí kluzu (hliníkové slitiny i oceli). Dělají se rozměrnější konstrukce, konstrukce se svařují. V praxi se začínají objevovat lomy a to při napětích nižších než mez kluzu - křehké lomy. Bylo patrno, že tyto lomy jsou iniciovány (vznikají) v blízkosti defektů (trhlin). Příklady defektů jsou povrchové vruby, defekty v okolí svaru, vměstky, řediny a trh­liny v odlitcích atd.

 Řešením problému, zda při zatěžování součásti s defektem (trhlinou) dojde ke vzniku lomu z trhliny, nebo zda se součást bu­de deformovat plasticky se zabývá vědní obor 'lomová mechanika'. Protože se jedná o lomy při napětí nižším než je mez kluzu a v lineární (elastické) oblasti mluvíme o lineárně elastické lomové mechanice.


 Dá se říci, že v lomové mechanice se postupuje podobně jako při rozboru tahové zkoušky. Musíme nejprve najít veličinu, která definuje napjatost v tělese s trhlinou při jeho zatěžování a dále určit kritickou hodnotu této veličiny = materiálovou charakteris­tiku (určení mezního stavu lomu, lomového kritéria)

Obr.c, d, e      

Obr. f


 

  s                 

            

 


                  DL

             Obr. g


 KI                        KC

                            

                             

                        V    

Na obr.c) je zkušební tyč bez trhliny. Můžeme v ní vyznačit silo­čáry - jsou rovnoměrně rozděleny - napjatost vyjadřuje

 Obr. d), e) ve zkušebních tyčích jsou trhliny, materiál je v místě trhliny přerušen, trhlina nepřenáší tahové napětí. Siločáry jsou ve větší vzdálenosti od trhliny rovnoměrně rozděleny, ale v okolí trhliny dochází k jejich zhuštění, napěťové pole je intenzivnější v okolí trhliny.

Při zatěžování zkušebních těles s trhlinou vyrobených ze stejného materiálu dojde k lomu při různých napětích  (resp). Abychom získali stejné závislosti pro různé zkušební tyče s trhlinou, musíme místo napětí použít jinou   charakteristiku, která vyjadřuje napjatost v místě kde k lomu   dochází -která vyjadřuje intenzitu   napětí v okolí špice trhliny (tam kde jsou siločáry nahuštěny). Tato charakteristika se jmenuje součinitel intenzity napětí, označujeme jej symbolem KI a je dán vztahem

   a má rozměr MPa.m1/2

kde  je napětí (v průřezu mimo trhlinu), a je délka trhliny. 

 Když vyneseme závislost součinitele intenzity napětí na otevření trhliny V (při zatěžování se bude trhlina otevírat) dostaneme u různých těles s různými trhlinami  jedinou závislost (obr.g)

K lomu dojde při určité hodnotě KI=KC, hodnotu KC tj kritickou hodnotu součinitele intenzity napětí označujeme pojmem lomová hou­ževnatost a je to materiálová charakteristika. Konstruktér musí udělat výpočet konstrukce tak, aby během provozu konstrukce s trh­linami platilo KI < KC/k, kde k je koeficient bezpečnosti ( velikost trhliny se volí - fiktivní defekt detekovatelné velikosti). Vztah

    

 má význam

      

             


 

          at               

Obr. h

- při odhadu zda dojde k plastické deformaci nebo k lomu. Známe-li materiálové charakteristiky mez kluzu a lomovou houževnatost, pak můžeme určit tranzitní délku trhliny at - obr.h - závislost napětí na délce trhliny, at dáno průsečíkem křivek s = Re a s . Jsou-li v součásti trhliny délky a < at, pak při zatěžování bude dosaženo meze kluzu, ke křehkému lomu nedojde. Je-li v materiálu trhlina a > at pak dojde k lomu dříve , než je dosaženo meze kluzu. Ukažme si dva případy.

Proč je keramika křehká a proč u mědi  nemůžeme zjistit křehké chování?   V tabulkách najdeme hodnoty pro keramiku KC = 1-5 MPa.m1/2, Re asi 5000 MPa

 = 0,32x4.0-8 m = 0,012 mm

O keramice víme, že se vyrábí spékáním (sintrováním) lisovaného prášku. Ve struktuře tedy jsou defekty - trhliny, póry velikosti až 1mm. Proto je keramika křehká.

 Pevnost keramiky . Vývoj technické keramiky, zvyšování pevnosti spočívá ve zvyšování hodnoty KC (úkol např. materiálového inženýrství) a ve zlepšování technologie výroby součástí z keramiky (úkol technologů).

Druhý příklad se týká mědi.

V tabulkách najdeme hodnoty pro měď KC = 200 MPa.m1/2, Re = 100 MPa

= 0,32x4 m = 1,28 m

trhlina velikosti 1,28 metru se do zkušebního tělesa nevejde a proto měď je při tahové zkoušce vždy tvárná

Závěr T vztah pro výpočet součinitele se používá pro

- odhad lomového napětí                 známe KC a   a             T      

- odhad kritické délky trhliny         známe s a KC                  T           

- odhad KC                                                      známe s a  a                           T       

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 1214
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Distribuie URL

Adauga cod HTML in site



Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2019. All rights reserved