Bithear a’ cleachdadh deuchainn neart tensile sa mhòr-chuid gus comas stuthan meatailt seasamh an aghaidh milleadh rè a’ phròiseas sìneadh a dhearbhadh, agus tha e mar aon de na comharran cudromach airson feartan meacanaigeach stuthan a mheasadh.
1. Deuchainn teannachaidh
Tha an deuchainn teannachaidh stèidhichte air prionnsapalan bunaiteach meacanaig stuthan. Le bhith a’ cur luchd teannachaidh air an sampall stuth fo chumhachan sònraichte, bidh e ag adhbhrachadh deformachadh teannachaidh gus am bris an sampall. Rè na deuchainn, thèid deformachadh an t-sampall deuchainneach fo dhiofar luchdan agus an luchd as motha nuair a bhriseas an sampall a chlàradh, gus neart toraidh, neart teannachaidh agus comharran coileanaidh eile an stuth obrachadh a-mach.
Cuideam σ = F/A
'S e σ an neart teannachaidh (MPa)
Is e F an luchd teannachaidh (N)
'S e A an raon-tarsainn den sampall
2. Lùb teannachaidh
Mion-sgrùdadh air grunn ìrean den phròiseas sìneadh:
a. Anns an ìre OP le luchd beag, tha an sìneadh ann an dàimh loidhneach leis an luchd, agus is e Fp an luchd as motha gus an loidhne dhìreach a chumail suas.
b. Às dèidh don luchd Fp a dhol thairis, tòisichidh an lùb teannachaidh a’ gabhail dàimh neo-loidhneach. Bidh an sampall a’ dol a-steach don ìre deformachaidh tùsail, agus thèid an luchd a thoirt air falbh, agus faodaidh an sampall tilleadh chun a staid thùsail agus deformachadh gu elastagach.
c. Às dèidh don luchd a dhol thairis air Fe, thèid an luchd a thoirt air falbh, thèid pàirt den deformachadh a thoirt air ais, agus thèid pàirt den deformachadh a tha air fhàgail a chumail, ris an canar deformachadh plastaigeach. Canar crìoch leaisteach ri Fe.
d. Nuair a bhios an luchd ag àrdachadh nas fhaide, bidh lùb an teannachaidh a’ sealltainn fiacail-sàbhaidh. Nuair nach bi an luchd ag àrdachadh no a’ lùghdachadh, canar gèilleadh ris an iongantas sìneadh leantainneach den sampall deuchainneach. Às deidh gèilleadh, bidh an sampall a’ tòiseachadh a’ faighinn deformachadh plastaig follaiseach.
e. Às dèidh dha gèilleadh, tha an sampall a’ sealltainn àrdachadh ann an strì an aghaidh deformachaidh, cruadhachadh obrach agus neartachadh deformachaidh. Nuair a ruigeas an luchd Fb, bidh an aon phàirt den sampall a’ crìonadh gu mòr. Is e Fb an crìoch neart.
f. Bidh an crìonadh ag adhbhrachadh lùghdachadh ann an comas giùlain an t-sampall. Nuair a ruigeas an luchd Fk, brisidh an sampall. Canar an luchd brisidh ris an seo.
Neart Toraidh
’S e neart toraidh an luach cuideam as àirde as urrainn do stuth meatailt seasamh bho thoiseach deformachadh plastaig gu briseadh iomlan nuair a thèid a chur fo fheachd bhon taobh a-muigh. Tha an luach seo a’ comharrachadh a’ phuing chudromach far a bheil an stuth ag atharrachadh bhon ìre deformachaidh elastagach chun ìre deformachaidh plastaig.
Seòrsachadh
Neart toradh àrd: a’ toirt iomradh air an cuideam as àirde den sampall mus tuit an fheachd airson a’ chiad uair nuair a thachras gèilleadh.
Neart toraidh nas ìsle: a’ toirt iomradh air an cuideam as ìsle aig ìre an toraidh nuair a thèid dearmad a dhèanamh air a’ bhuaidh tùsail sealach. Leis gu bheil luach a’ phuing toraidh as ìsle an ìre mhath seasmhach, mar as trice bithear ga chleachdadh mar chomharradh air strì an aghaidh stuthan, ris an canar puing toraidh no neart toraidh.
Foirmle àireamhachaidh
Airson neart toraidh àrd: R = F / Sₒ, far a bheil F na fheachd as motha mus tuit an fheachd airson a’ chiad uair anns an ìre toraidh, agus Sₒ na raon tar-roinneil tùsail den sampall.
Airson neart toraidh nas ìsle: R = F / Sₒ, far a bheil F an fheachd as lugha F gun a bhith a’ toirt aire don bhuaidh shealadach tùsail, agus Sₒ an raon tarsainn-earrann tùsail den sampall.
Aonad
Mar as trice is e MPa (megapascal) no N/mm² (Newton gach millimeatair ceàrnagach) an aonad airson neart toraidh.
Eisimpleir
Gabh stàilinn ìosal-charboin mar eisimpleir, mar as trice is e 207MPa a chrìoch toraidh. Nuair a thèid a chur fo fheachd taobh a-muigh nas motha na a’ chrìoch seo, bidh stàilinn ìosal-charboin ag adhbhrachadh deformachadh maireannach agus chan urrainnear a thoirt air ais; nuair a thèid a chur fo fheachd taobh a-muigh nas lugha na a’ chrìoch seo, faodaidh stàilinn ìosal-charboin tilleadh chun a staid thùsail.
’S e neart toraidh aon de na comharran cudromach airson measadh a dhèanamh air feartan meacanaigeach stuthan meatailt. Tha e a’ nochdadh comas stuthan seasamh an aghaidh deformachadh plastaig nuair a bhios iad fo bhuaidh fheachdan bhon taobh a-muigh.
Neart teannachaidh
Is e neart teannachaidh comas stuth seasamh an aghaidh milleadh fo luchd teannachaidh, a tha air a chur an cèill gu sònraichte mar an luach cuideam as àirde as urrainn don stuth seasamh ris rè a’ phròiseas teannachaidh. Nuair a bhios an cuideam teannachaidh air an stuth nas àirde na a neart teannachaidh, bidh an stuth a’ fulang deformachadh plastaig no briseadh.
Foirmle àireamhachaidh
Is e foirmle àireamhachaidh neart teannachaidh (σt) a tha seo:
σt = F / A
Far a bheil F a’ riochdachadh an fheachd teannachaidh as àirde (Newton, N) as urrainn don sampall seasamh ris mus bris e, agus A an raon tarsainn-earrann tùsail den sampall (millimeatar ceàrnagach, mm²).
Aonad
Mar as trice is e MPa (megapascal) no N/mm² (Newton gach meatair ceàrnagach) an aonad airson neart teannachaidh. Tha 1 MPa co-ionann ri 1,000,000 Newton gach meatair ceàrnagach, agus tha sin cuideachd co-ionann ri 1 N/mm².
Factaran buaidh
Tha mòran nithean a’ toirt buaidh air neart teannachaidh, a’ gabhail a-steach an co-dhèanamh ceimigeach, meanbh-structar, pròiseas làimhseachaidh teas, dòigh giullachd, msaa. Tha neartan teannachaidh eadar-dhealaichte aig diofar stuthan, agus mar sin ann an tagraidhean practaigeach, tha e riatanach stuthan freagarrach a thaghadh stèidhichte air feartan meacanaigeach nan stuthan.
Cleachdadh practaigeach
Tha neart teannachaidh na pharamadair glè chudromach ann an raon saidheans agus innleadaireachd stuthan, agus gu tric bidh e air a chleachdadh gus feartan meacanaigeach stuthan a mheasadh. A thaobh dealbhadh structarail, taghadh stuthan, measadh sàbhailteachd, msaa., tha neart teannachaidh na fheart a dh’ fheumar a mheasadh. Mar eisimpleir, ann an innleadaireachd togail, tha neart teannachaidh stàilinn na fheart cudromach ann a bhith a’ dearbhadh an urrainn dha seasamh ri luchdan; ann an raon aerospace, tha neart teannachaidh stuthan aotrom agus àrd-neart na phrìomh fheart airson sàbhailteachd itealain a dhèanamh cinnteach.
Neart sgìths:
Tha sgìths meatailt a’ toirt iomradh air a’ phròiseas anns a bheil stuthan agus co-phàirtean mean air mhean a’ dèanamh milleadh carnach maireannach ionadail ann an aon àite no grunn àiteachan fo chuideam cearcallach no deformachadh cearcallach, agus bidh sgàinidhean no brisidhean iomlan obann a’ tachairt às deidh àireamh sònraichte de chearcaill.
Feartan
Gobainn ann an tìm: Bidh fàilligeadh sgìths meatailt gu tric a’ tachairt gu h-obann ann an ùine ghoirid gun chomharran follaiseach.
Àite ann an suidheachadh: Mar as trice bidh fàilligeadh sgìths a’ tachairt ann an àiteachan ionadail far a bheil cuideam dùmhail.
Mothachaidh don àrainneachd agus lochdan: Tha sgìths meatailt glè mhothachail don àrainneachd agus do lochdan beaga bìodach taobh a-staigh an stuth, a dh’ fhaodadh am pròiseas sgìths a luathachadh.
Factaran buaidh
Meud cuideam: Tha meud an cuideam a’ toirt buaidh dhìreach air beatha sgìths a’ mheatailt.
Meud cuideam cuibheasach: Mar as motha an cuideam cuibheasach, ’s ann as giorra beatha sgìths a’ mheatailt.
Àireamh chearcaill: Mar as motha de thursan a bhios am meatailt fo chuideam no deformachadh cearcallach, ’s ann as miosa a bhios an cruinneachadh de mhilleadh sgìths.
Ceumannan casgach
Taghadh stuthan air a bharrachadh: Tagh stuthan le crìochan sgìths nas àirde.
Lùghdachadh dùmhlachd cuideam: Lùghdaich dùmhlachd cuideam tro dhealbhadh structarail no dòighean giullachd, leithid a bhith a’ cleachdadh eadar-ghluasadan oisean cruinn, a’ meudachadh tomhasan thar-roinneil, msaa.
Làimhseachadh uachdar: Snasadh, spraeadh, msaa. air uachdar a’ mheatailt gus uireasbhaidhean uachdar a lughdachadh agus neart sgìths a leasachadh.
Sgrùdadh is cumail suas: Dèan sgrùdadh cunbhalach air pàirtean meatailt gus uireasbhaidhean leithid sgàinidhean a lorg agus a chàradh gu sgiobalta; dèan cumail suas air pàirtean a tha buailteach do sgìths, leithid pàirtean caite a chur nan àite agus ceanglaichean lag a neartachadh.
'S e sgìths meatailt modh cumanta fàilligeadh meatailt, a tha air a chomharrachadh le obann, ionadaileachd agus cugallachd don àrainneachd. 'S e meud cuideam, meud cuideam cuibheasach agus àireamh chuairtean na prìomh nithean a bheir buaidh air sgìths meatailt.
Lùb SN: a’ toirt cunntas air beatha sgìths stuthan fo dhiofar ìrean cuideam, far a bheil S a’ riochdachadh cuideam agus N a’ riochdachadh àireamh nan cearcallan cuideam.
Foirmle co-èifeachd neart sgìths:
(Kf = Ka ⋅ Kb ⋅ Kd ⋅ Ke)
Far a bheil (Ka) na fhactar luchdaidh, (Kb) na fhactar meud, (Kc) na fhactar teòthachd, (Kd) na fhactar càileachd uachdar, agus (Ke) na fhactar earbsachd.
Abairt matamataigeach lùb SN:
(\sigma^m N = C)
Far a bheil (\sigma) a’ riochdachadh cuideam, N an àireamh de chuairtean cuideam, agus m agus C nan cunbhalachdan stuthan.
Ceumannan àireamhachaidh
Obraich a-mach na cunbhalachdan stuthan:
Obraich a-mach luachan m agus C tro dheuchainnean no le bhith a’ toirt iomradh air litreachas buntainneach.
Obraich a-mach am factar dùmhlachd cuideam: Beachdaich air fìor chumadh agus meud a’ phàirt, a bharrachd air an dùmhlachd cuideam air adhbhrachadh le filltean, iuchair-shlighe, msaa., gus am factar dùmhlachd cuideam K a dhearbhadh. Obraich a-mach neart sgìths: A rèir lùb SN agus factar dùmhlachd cuideam, còmhla ri beatha dealbhaidh agus ìre cuideam obrach a’ phàirt, obraich a-mach an neart sgìths.
2. Plastachd:
Tha plastaigeachd a’ toirt iomradh air feart stuth a bhios, nuair a thèid a chur fo fheachd bhon taobh a-muigh, ag adhbhrachadh deformachadh maireannach gun bhriseadh nuair a thèid an fheachd bhon taobh a-muigh thairis air a chrìoch leaisteach. Chan urrainnear an deformachadh seo a thionndadh air ais, agus cha till an stuth chun a chumadh tùsail eadhon ged a thèid an fheachd bhon taobh a-muigh a thoirt air falbh.
Clàr-amais plasticity agus a fhoirmle àireamhachaidh
Leudachadh (δ)
Mìneachadh: Is e sìneadh an ceudad den deformachadh iomlan den earrann tomhais às deidh don sampall a bhith air a bhriseadh le teannachadh chun fhaid tomhais thùsail.
Formula: δ = (L1 – L0) / L0 × 100%
Far a bheil L0 a’ riochdachadh fad tùsail an t-sampall;
Is e L1 fad an tomhais às dèidh don sampall a bhith briste.
Lùghdachadh roinneil (Ψ)
Mìneachadh: ’S e an lùghdachadh roinneil an ceudad den lughdachadh as motha ann an raon na h-earrainn-tarsainn aig a’ phuing amhaich às dèidh don shampall a bhith air a bhriseadh chun raon tarsainn-earrann tùsail.
Foirmle: Ψ = (F0 – F1) / F0 × 100%
Far a bheil F0 na raon tar-roinneil tùsail den sampall;
'S e F1 an raon tarsainn-earrann aig a' phuing amhaich às dèidh don sampall a bhith air a bhriseadh.
3. Cruas
'S e clàr-amais feartan meacanaigeach a th' ann an cruas meatailt a thomhasas cruas stuthan meatailt. Tha e a' comharrachadh a' chomas seasamh an aghaidh deformachadh anns an tomhas-lìonaidh ionadail air uachdar a' mheatailt.
Seòrsachadh agus riochdachadh cruas meatailt
Tha grunn dhòighean seòrsachaidh is riochdachaidh ann airson cruas meatailt a rèir diofar dhòighean deuchainn. Tha na leanas nam measg sa mhòr-chuid:
Cruas Brinell (HB):
Raon tagraidh: Mar as trice air a chleachdadh nuair a tha an stuth nas buige, leithid meatailtean neo-iarannach, stàilinn mus tèid a làimhseachadh le teas no às deidh a bhith air a losgadh.
Prionnsabal deuchainn: Le meud sònraichte de luchd deuchainn, thèid ball stàilinn cruaidhte no ball carbide de thrast-thomhas sònraichte a bhrùthadh a-steach do uachdar a’ mheatailt a tha ri dhearbhadh, agus thèid an luchd a luchdachadh sìos às deidh ùine shònraichte, agus thèid trast-thomhas an t-slaodaidh air an uachdar a tha ri dhearbhadh a thomhas.
Foirmle àireamhachaidh: Is e luach cruas Brinell an co-mheas a gheibhear le bhith a’ roinn an luchd leis an raon uachdar cruinn den chlais.
Cruas Rockwell (HR):
Raon tagraidh: Air a chleachdadh sa chumantas airson stuthan le cruas nas àirde, leithid cruas às deidh làimhseachadh teas.
Prionnsabal deuchainn: Coltach ri cruas Brinell, ach a’ cleachdadh probes eadar-dhealaichte (daoimean) agus diofar dhòighean àireamhachaidh.
Seòrsachan: A rèir an tagraidh, tha HRC (airson stuthan cruas àrd), HRA, HRB agus seòrsachan eile ann.
Cruas Vickers (HV):
Raon tagraidh: Freagarrach airson mion-sgrùdadh miocroscop.
Prionnsabal deuchainn: Brùth uachdar an stuth le luchd nas lugha na 120kg agus indenter còn ceàrnagach daoimean le ceàrn vertex de 136°, agus roinn farsaingeachd uachdar sloc indentation an stuth leis an luach luchd gus luach cruas Vickers fhaighinn.
Cruas Leeb (HL):
Feartan: Deuchainn cruas so-ghiùlain, furasta a thomhas.
Prionnsabal deuchainn: Cleachd am preab a ghineas ceann a’ bhàil buaidh às dèidh dha bualadh air uachdar na cruas, agus obraich a-mach an cruas leis a’ cho-mheas eadar astar ath-thionndaidh a’ bhuill aig 1mm bhon uachdar sampall agus astar na buaidhe.
Àm puist: 25 Sultain 2024
