خواص مکانیکی

  1. 2توضیح مفاهیم خواص مکانیکی

  2. آزمون های خواص مکانیکی

  3. جزوه تئوری نابجایی ها 

  1. 1 توضیح مفاهیم خواص مکانیکی

  2. آزمون های خواص مکانیکی

  3. جزوه تئوری نابجایی ها

خواص مکانیکی :  شامل سختی،استحکام کششی و فشاری،مدول الاستیسیته و چقرمگی شکست، رفتار خستگی و خزش خواصی هستند که تعیین کننده رفتار مواد در برابر نیروهای وارده هستند.

این خواص پیش از آنکه یک قطعه مورد استفاده قرار گیرد، بایستی به طور کامل بررسی شوند. چنانچه قطعه مورد نظر در جایی بکار رود که تحت تنش های مکانیکی باشد، به ترتیب در تنش‌های دورهای و در درجه حرارت‌های بالا در دو مورد اخیر، مورد بررسی قرار می‌گیرند. پس از بررسی خواص مکانیکی قطعه از طریق انجام آزمایشات مربوطه و بدست‌آمدن نتایج، مناسب بودن قطعه برای کاربرد مورد نظر مشخص می‌گردد. چنانچه خواص مکانیکی قطعه‌ای با شکل و ترکیب مشخص مطابق با مقادیر مطلوب نباشد، به کمک تغییر در ترکیب ماده و به روشهای مختلفی مانند مکانیزم های استحکام دهی می‌توان به مقدار مطلوب دست پیدا نمود.

تنش، کشش و قابلیت الاستیکی Stress, Strain, and Elasticityخواص میکانیکی فلزات شامل عکس العمل های الاستیکی فلزات بواسطه ی اعمال نیرو یا ارتباط بین تنش و تغییر طول نسبی آنان می باشد.

قبل از این که به بحث خواص مکانیکی بپردازیم، سه اصطلاح را که برای درک دانشجو مهم هستند تعریف می کنیم این اصطلاحات عبارتند زا: تغییر طول نسبی والاستیسیته، اگر چه مردم تنش و تغییر طول نسبی را به جای یکدیگر بکار می برند، ولی حقیقت این است که دو کمیت را کاملاً با یکدیگر متفاوتند.


 فایل های مفید برای دانلود :

  1. 3 فایل رائه شکست شناسی (ppt)

  2.  فایل ارائه ضربه (ppt)

  3.  فایل ارائه خستگی (ppt)


تنش :

تنش مقدار نیروئی است که بر واحد سطح وارد می شود و بر حسب پوند بر اینچ مربعی اندازه گیری می گردد.

تنشی که باعث می شود تا جسم کشیده شود به تنش کششی موسوم است. تنشی که موجب کوتاهتر شدن طول جسم می شود، به تنش فشاری و تنشی که جسم را به لایه های متناوب تقسیم می کند، به تنش برشی مشهور می باشد. نیروهای خمشی و نیروهای پیچشی تنشهائی ایجاد می کنند که ترکیبی از سه تنش فوق می باشد.

کشش (تغییر بعد)

تغییر طول نسبی، مقدار درصد تغییراتی است که در واحد طول به هنگام ازدیاد یا کاهش طول نمونه رخ می دهد و اندازه ی تغییر شکل حاصل از اثر نیرو را نشان می دهد.

الاستیسیته (قابلیت ارتجاعی)

الاستیسیته در سال ۱۶۷۸ بوسیله رابرت هوک دانشمند معروف انگلیسی بر اساس آزمایشهائی بصورت یک تئوری بیان گردید. امروزه این تئوری به قانون هوک معروف است. این قانون را بدین صورت می توان بیان کرد: مقداری که یک جسم الاستیک خم و یا کشیده می شود. ازدیاد طول جسم (تغییر طول نسبی) با نیروی وارد بر آن (تنش) نسبت مستقیم دارد. بعداً دریافتند که این قانون فقط در حدود مشخص از تنشها صادق است. بالاتر از این تنش نقطه ای وجود دارد که حد الاستیک موسوم است. اگر میزان بار از این نقطه تجاوز کند جسم به طور دائم تغییر شکل می دهد. در حقیقت حتی بارهای کم نیز کاملاً اسلاستیک نیستند لذا بایستی از یک روش دلخواه برای تعیین حد الاستیک تجارتی استفاده کرد.

استحکام (تاو) Strength

استحکام همواره با قابلیت پلاستیکی شاید مهمترین ترکیب خواص یک فلز باشد. استحکام عبارتست از مقاومت جسم در برابر تغییر شکل ولی قابلیت پلاستیکی به قابلیت تغییر شکل جسم بدون آنکه بشکند گفته می شود. برای این که کاملاً به ویژگی های استحکام فلز واقف باشیم، بایستی تعدادی از انواع استحکام یک فلز را بشناسیم. از انواع استحکام

می توان مقاومت کششی، مقاومت فشاری، مقاومت خستگی و مقاومت تسلیم (روانی) را نام برد.

استحکام کششی (تاوکششی)Tensie strength

مقاومت کششی بیشترین نیروی کششی است که جسم قبل از شکست تحمل خواهد کرد. این مقدارمعمولاً برای استحکام یک ماده داده می شود و واحد آن بر حسب پوند بر اینچ مربعن بیان می شود. مقاومت کششی ماده را می توان با آلیاژی کاری، سردکاری، و گاهی اوقات بوسیبله ی عملیات حرارتی، افزایش داد.

استحکام تراکمی (مقاومت فشاری) Compressive strength

مقاومت فشاری، بیشتریین فشاری است که یک ماده قبل از مقدار فشار تعیین شده جهت تغییر شکل تحمل می کند. مقاومت های فشاری چدن و بتون بزرگتر از مقاومت های کششی شان هستند در صورتی برای اکثر مواد، این موضوع کاملاً برعکس است.

مقاومت (تاو) خستگی Fatigue strength

مقاومت خستگی بیشترین باری است که یک جسم می تواند بدون شکست در برابر ضربه های متعدد برگشت بار تحمل کند. مثلاً یک میله ی چرخان که وزنه ای را نگهداری می کند، نیروهای کششی روی قسمت بالائی میله و نیروهای فشاری روی قسمت پائینی اش وارد می شوند.

وقتی میله می چرخد، تنش های کششی و فشاری بطور متناوب تغییر می کنند. از مقاومت خستگی در طرح بالهای هواپیما و سایر قطعات اسکلتی که در معرض بارهای نوسانی قرار دارند، استفاده می کنند مقاومت خستگی به عواملی نظیر ساختمان میکروسکپی، حالت سطحی، محیط خورنده، کار سرد و غیره بستگی دارد.

استحکامل تسلیم (مقاومت روانی) Yield strength

مقاومت تسلیم حداکثر باری است ماده تغییر فرم معینی را از خود بروز می دهد. اکثر محاسبات مهندسی ساختمانها براساس مقادیر مقاومت تسلیم استوارند تا مقادیر مقاومت کششی. استحکام یک فلز به ساختمان داخلی آن، ترکیب، عملیات حرارتی و درجه ی کار سرد مربوط می شود.

سختی Hardness

سختی خاصیت اصلی یک ماده نیست ولی به خواص الاستیک و پلاستیک آن مربوط

می شود. بطور کلی، سختی جسم عبارتست از مقاومت به نفوذ آن. هر چه سختی بیشتر باشد مقاومت نفوذ نیز بیشتر می شود. این آزمایش سختی به سبب سادگی آن و نیز به این علت که چون می توان آن را به سهولت به مقاومت کششی و تسلیم فولادها ارتباط داد کاربرد وسیعی پیدا کرده است. آزمایشهای سختی خراشی و یا سایشی گاهی اوقات برای موارد بخصوصی مانند آزمایش های سختی الاستیکی و یا ارتجاعی بکار می روند.

سفتی (چقرمگی) Toughness

اگرچه روش مستقیم و صحیحی برای اندازه گیری سفتی فلزات وجود ندارد، ولی سفتی هر دو خاصیت قابلیت کشش (قابلیت مفتول شدن) و استحکام را در بر دارد و می توان تعریف کرد که سفتی عبارتست از قابلیت یک فلز به جذب انرژی بدن آنکه بشکند.

سفتی را می توان بصورت سطح زیر منحنی تنش- تغییر طول نسبی بیان کرد. غالباً مقاومت به ضربه ای یک ماده را بعنوان نشانه ای از سفتی آن بحساب می آورند.

قابلیت پلاستیکیPlasticity

یکی از خواص بسیار مهم فلزات پلاستیکی آنها است. قابلیت پلاستیکی عبارتست از قابلیت تغییر شکل بسیار زیاد یک فلز بدون آنکه بکشند.

قابلیت مفتول شدن یا انعطاف پذیری Ductility

قابلیت مفتول شدن عبارتست از قابلیت پلاستیکی که بوسیله ی یک ماده تحت نیروی کششی نمایش داده می شود. این خاصیت را با مقداری که ماده می تواند بطور دائم ازدیاد طول پیدا کند، اندازه گیری می کنند. این قابلیت به ازدیاد طول موجب می شود تا بتوان یک فلز را از یک اندازه ی بزرگتر بصورت یک سیم با اندازه ی کوچکتر کشید. مس و آلومینیم قابلیت کشش زیادی دارند.

قابلیت چکشخواری (چکش کاری) Malleability

قابلیت چکش کاری که شکل دیگری از قابلیت پلاستیکی است به قابلیت تغییر شکل دائم یک فلز تحت نیروی فشاری بدون آنکه گسیخته شود، گفته می شود. بخاط همین خاصیت است که می توان فلزات را به صورت ورقهای نازک چکش کاری و نورد کرد. طلا، نقره، قلع و سرب از جمله فلزاتی هستند که قابلیت چکش خواری بالائی از خود نشان می دهند. طلا قابلیت چکشخواری استثنائی دارد و می تواند بصورت ورقهای نازکی که برای عبور نور کافی است نورد شود.

شکنندگی Brittleness

شکنندگی خاصیتی است که بر عکس قابلیت پلاستیکی می باشد یک فلز شکننده فلزی است که نمی تواند بنحو قابل ملاحظه ای تغییر شکل دادئم بدهد، بعبارت دیگر، فاقد قابلیت پلاستیکی است. فلزات شکننده، مانند فولاد کاملاً سخت شده، ممکن است قابلیت پلاستیکی بسیار اندکی را از خود نشان دهند، لذا می توان آنها را جزو گروه فلزات شکننده بحساب آورد، با وجود این سختی مقیاسی از قابلیت پلاستیکی نیست. فلزات شکننده مقاومت به برخورد یا ضربه ی بسیار کمی دارند و بدون هیچگونه اخطار و علائم قبلی می شکنند.

پاسخ دهید