Главне механичке особине материјала и њихова употреба

Познавање механичких и физичких својстава материјала неопходно је за све оне који, као дио своје службе, морају одабрати оптималне сировине за производњу одређеног објекта. Информације из ове области - подручје интереса истраживача, физичара и хемичара, представника научних заједница других дисциплина. Разумевање природе, карактеристике материјала око нас даје особи могућност да креира, креира нове дизајне, јединствене по својој сложености и трајности.

Опште информације

Одређивање механичких својстава материјала подразумева идентификацију способности да се одупре оптерећењима, напорима који потенцијално мењају облик материјала, уништавајући га. Најчешће у пракси разматрају таква оптерећења која се примјењују на оне материјале који су укључени у радни процес дизајнирања капиталних објеката. Грађевинске конструкције су приморане да се одупру бројним значајним оптерећењима, подељеним у две велике групе - динамику, статику.

Анализирајући механичка својства конструкцијских материјала, потребно је узети у обзир да оптерећење из категорије статике не изазива стварање инерцијске силе. Типичан пример живота су снијежне масе које се накупљају на крову зграде. Али динамика - то је брз утицај, често - само један тренутак, за који постоји повећање до максимума. Процес је праћен појавом инерцијалних сила које утичу на објекат. Често пронађени у стварности, добро познати примјер таквог оптерећења је воз који пролази кроз мост и дјелује на потпорне греде конструкције.

О чему причамо?

Познат је широк спектар механичких својстава материјала: чврстоћа, тенденција да се истроши, постане мекша и деформисана. Веома важна карактеристика је тврдоћа сировине. Свеобухватном анализом свих параметара одређене супстанце могуће је донијети одлуку о њеној примјењивости на одређени задатак. Тренутно, у нашој држави, постоје посебни стандарди и захтјеви који регулирају минималне квантитативне показатеље за све важне параметре, тако да сировине постану примјењиве за одређени задатак (нпр. Изградња зидова стамбене зграде).

Стеади Тин Солдиер

У пракси, употреба механичких својстава материјала је посебно важна у области стварања структура које користе људи, као што су транспорт, становање, индустријски и други објекти, машине и други механизми. Важно је да ови предмети задрже свој првобитни облик. Истовремено, такви материјали су такође корисни, који се могу разликовати по обиму, облику, под утицајем контролисаних фактора. Да би се проценио квалитет неког материјала у овом аспекту, откривена је квантитативна карактеристика деформабилности - такав параметар који одражава колико су облик и запремина кориговани у присуству оптерећења. Уобичајено је говорити о апсолутним, релативним показатељима.

Апсолутна деформација је квантитативни одраз промена у димензијама када се појави оптерећење. Параметар је описан линеарним јединицама. Ово механичко својство се у великој мјери односи на састав материјала. Релативна - процентуална вредност која одражава колико се волумен истраживаног објекта променио у односу на почетни када је примењена сила.

Многе опције

Проучавајући механичке и технолошке особине материјала, посебна пажња се посвећује чињеници да у истој категорији оптерећења и параметру одговорном за њихову отпорност, постоји много подврста. На пример, када говоримо о деформацији, за потпуно истраживање узорка, потребно је пажљиво проценити способност да се чврсто опази компресија, савијање, торзија, истезање, смицање. На пример, ако је потребно испитати бетон, армирани бетон, онда се посебна пажња посвећује истезању, компримовању, савијању - објекти ће се сукобљавати са таквим спољним напорима током уградње објекта и његовог накнадног рада.

Постоје еластичне, пластичне деформације, изазване вањским оптерећењима. Први нестају чим извор напора нестане, други остају дуго времена. Често се назива резидуал. За квантификацију механичких својстава и механичких карактеристика материјала, укључујући и деформабилност, потребно је прво анализирати преостале деформације. Објекат се истражује у другој фази уништења. У пракси, то је често случај када се проучавају узорци челика који се користе као ојачање. У време уништавања објекта откријте колико је преостало издужење. То омогућава да се одређени узорак класификује као пластична група или да се назове крхким. Прве оне до њиховог колапса нагомилавају импресивне преостале деформирајуће промене, које се у овом својству не разликују. Бакар се разликује по пластичности, меким типовима челика, али ломљивим - каменима, ливеном гвожђу.

О снази

Од свих основних механичких особина материјала, посебна пажња се увек посвећује томе. Анализа објекта се такође врши у погледу способности да се одупре оптерећењима као што су динамика, статика. Ако се примени статичка сила, у материјалу настаје унутрашњи напон. Снага показује колико се вредности мењају ако се подеси статус оптерећења. Проценити какве се промене посматрају у односу на еластичност, да ли постоји деформација, да ли је узорак уништен.

Напрезање у анализи основних механичких својстава материјала се обично схвата као такав параметар који описује силу унутар испитног објекта, изазвану оптерећењем споља. Параметар се израчунава у односу на јединицу површине. Да би се одредиле исправне вредности, потребно је извршити калкулације у односу на секцију. Параметри под којима тело прелази у ново стање називају се напрезањима, која описују јачину и снагу приноса.

Неке карактеристике тестирања

Да би се прецизно одредиле хемијске и механичке особине материјала, потребно је узети прототипове и испитати њихове реакције на употребу различитих оптерећења, спољних фактора, једињења. Процеси који се одвијају са објектом се пажљиво евидентирају. Да би производ био примјењив у раду, он мора показивати параметре који одговарају стандардима уведеним у земљи. Услови за чврстоћу, отпорност на деформације, агресивне медије и друге факторе систематизовани су у табеле прописане за различите материјале и категорије материјала. Да бисте одредили стандарде за одређени објекат, требали бисте за њега користити тренутно издање ГОСТ-а.

Као део тестирања, узорци су напуњени. Ако је потребно истражити, на пример, чврстоћу, користити специјалне пресе - механички или хидраулички. Можете користити машине које могу да савијају узорке. Они постављају одређено ограничење оптерећења и процјењују резултат његове примјене, поправљају га у службеној наредби, успоређују га с референтним понашањем. У неким случајевима, такође треба да користите посебне формуле за израчунавање комплексних деформација одређене супстанце.

Израчунајте, упоредите, анализирајте

Да би се открио утицај механичких својстава на материјал и инверзни однос, потребно је провјерити како испитни објект реагира на различите вањске факторе. Да би се то урадило, све информације које су идентификоване током експеримената се бележе у табели и користе као основа за конструкцију дијаграма. Графови одражавају напрезање, снагу, способност смањивања, растезање. Параметри чврстоће омогућују процјену физичких квалитета испитиваних сировина и утврђивање нормативних отпора - основних параметара који се тада користе у изградњи сложених објеката.

Најлакши начин за процјену физичких и механичких својстава материјала, ако припадају броју хомогених материјала. Да бисмо утврдили стандарде отпора, узимамо физичке величине које су стандардне за одређену сировину и постављамо на савезном нивоу примјењивим стандардима. На основу усаглашености добијене током тестирања индикатора и верификоване метролошком, материјалном контролом, можемо говорити о применљивости субјекта за решавање проблема. Ако производ није равномеран, мора се имати на уму да је снага често нижа од претпостављеног или утврђеног нивоа током испитивања. Важно је приликом израде плана да се постави маргина сигурности, с обзиром на отпорност сировина.

Пажња на све детаље

Оцјењујући физикално-механичке особине материјала за накнадно стварање важних, великих структура које се суочавају с овим оптерећењима, треба имати на уму да радни увјети имају јак утјецај на ниво квалитета производа у цјелини и твари из које се производи. Када се идентификују израчунате карактеристике, далеко је од увијек могуће узети у обзир све оне услове који ће неповољно утицати на објекат током његове употребе у пракси. Да производ не би разочарао корисника, требало би већ у фази процјене материјала израчунати коефицијент радних увјета који може смањити параметре отпора.

Често се дизајнери суочавају са сложеном ситуацијом неизвјесности, када није јасно како ће се, на примјер, механичка својства грађевинског материјала мијењати под утјецајем вањских оптерећења, јер не постоји егзактна идеја о стварном раду. Ово намеће одређена ограничења на тачност израчунавања. Да би се осигурао пристојан ниво перформанси, треба узети у обзир фактор сигурности. Овај параметар одражава степен смањења отпорности на пројектовање у односу на почетно изведени ниво.

Ударна чврстоћа

То је таква механичка својства материјала (конструкција, метали, конструкцијски и разни други), која показује колики би требао бити рад, допуштајући да се уништи узорак одабран за експерименте. Параметар се може израчунати за сваку волуменску јединицу испитног објекта. За искуство, потребно је имати изворни материјал и стандардно оптерећење. Да би тестови били систематични и тачни, мора се користити оптерећење исте масе. Прво, баца се са мале висине, постепено повећавајући и повећавајући почетну тачку лета. Интервал - центиметар. Тестирање се врши док се узорак не уништи под утицајем динамичког оптерећења. Параметар који се детектује током таквог истраживања сматра се условним вредностима, центиметара, што се испоставило да је довољно да уништи објекат тако што ће на њега бацити предмет.

Абразија

Ово механичко својство материјала је посебно важно у односу на сировине укључене у производњу предмета који су изложени абразивном оптерећењу током рада. На пример, бетон, клинкер и камен који се користе у стварању аутопутева, аеродрома, хидрауличких структура, подова, тротоара и степеница се сударају са њима.

Најчешће је у пракси потребно израчунати абрадабилност бетона од механичких својстава материјала - можда најчешћа сировина за стварање капиталних структура. Потребно је фокусирати се на ГОСТ 13087-81. За тестове се узимају кубични узорци, чија је дужина ивице тачно 7,07 цм, ау неким случајевима оптимални избор цилиндра сличног пречника. Измерена је запремина теста, детектована је тежина, постављена на круг од ливеног гвожђа посутог абразивним супстанцама. Оптерећење се врши унутар 0,06 МПа, након чега се круг почиње окретати. 110 окрета - корак који вам омогућава да ротирате тест волумен под правим углом. 440 обртаја вам омогућава да се вратите на почетну позицију. Ово довршава примарни циклус, уклања узорак из инсталације и мери га. Они откривају колико су се маса и висина објекта променили. Ови параметри ће показати колико добро сировина одолијева абразијским оптерећењима.

Омекшавање

Ово механичко својство материјала, познато и као отпорност на воду, одражава степен у којем се снага мијења након влажења испитиваног објекта. Поређење се врши са сувим предметом. Познато је да обично материјали, који упијају воду, постају мање издржљиви, јер се чврсте компоненте могу растопити, глинасте. Места на којима кристали расту заједно могу бити под утицајем влаге услед растварања једне од компоненти које су мање отпорне на течност. Водени слој захваћа предмет, ако лежи директно на површини.

Отпорност на воду у односу на камење је механичко својство материјала, које се оцјењује на посебној скали. Коефицијенти се откривају прилично једноставном формулом: проналазе како је јачина сувог и влажног материјала међусобно повезана. Пре извођења истраживања, суви узорак, за који су већ добијени параметри, ставља се у течност два дана. Након тога можете почети директно компримирање.

О бројевима

Ако се неки материјал уопште не отопи у текућини, наведени коефицијент за њега је један. Ове особине су челик и стакло, као и неколико подврста гранитног камена. Али неке су уништене само засићењем водом. Класични представник такве групе је креда.

Ако је наведени коефицијент 0,7 или мањи, сировина се не може користити за стварање структура потенцијално у контакту с водом. На пример, ако треба да изградите темељ за зграду у влажној клими, са високим нивоом влаге у земљи, такав материјал апсолутно није погодан. Ако је познато да ће се током рада објекат стално налазити у контакту са водом, у оквиру теста, одмах се тестира у стању засићеном водом како не би преценила своју снагу.

Ваге и масе

За исправну и потпуну процену механичких особина потребно је утврдити које су волуметријске, специфична тежина сампле. Под специфичном тежином подразумева се таква тежина дате јединице, која се израчунава у идеалном густом стању. За мерење параметра користећи однос грама до центиметара у коцки. Стандард за челик - 7.85, за дрво свих врста - 1.53, а за камен - до 3.3.

Волуметријски - то је тежина која описује параметар волуметријске јединице у нормалном, природном стању. Карактеристика се користи при израчунавању структурних карактеристика планираног објекта, као и одабиру возила са одговарајућим капацитетом оптерећења. Да би се описала запреминска тежина, користи се однос килограма према метрима у коцки.

Поре и вода

Важна карактеристика материјала је порозност. Ова механичка особина показује колико је запремине пора у материјалу представљено. Параметар се одражава у процентима. Укупна густина и порозност дају 100% запремине објекта.

Једнако је важна и способност узорка да апсорбује и пропушта воду. Процена колико објекат упија влагу, задржава је у запремини, открива проценат тежине пре контакта са течношћу и после ње. Такође је могуће открити како се апсорбује запремина и укупна карактеристика узорка. Али пропусност се обично схвата као способност да се течност спроведе у присуству притиска. Ова вредност је одређена структуром материје, густином, особинама тока воде. За процену вредности израчунава се колико течности пролази кроз квадратни центиметар површине. Тестови се изводе на унапред одређеном и прецизно измереном стандардном течном главом. Потпуно непропусно за водено стакло, челик.

Да ли је топло или хладно?

Међу осталим механичким особинама, отпорност на мраз није посљедња. Овај параметар показује колико негативне температуре утјечу на објект. За тестирање, узорци су прво засићени течношћу, након чега је организовано неколико циклуса одмрзавања и замрзавања. Израчунајте колико је циклуса потребно за смањење трајности, појављују се вањски знакови деформације, уништавање.

Број циклуса вам омогућава да процените параметре материјала, узимајући у обзир општеприхваћену скалу отпорности на мраз. Важно је обратити пажњу на климатске услове у којима ће се стварни објект замрзнути, класа структура и структура. Нормално, вредност Мрз варира од 5 до 200.

Топлије топлије

Сваки материјал има својство топлотне проводљивости. У физици, термин се користи за означавање способности преноса топлоте, изазване разликом у нивоу загревања медија између различитих површина објекта. Што је већа влажност и густина, већи ће бити квалитет провођења топлоте. За израчун индикатора користите посебну формулу.

Једнако важан параметар је топлински капацитет, који описује колико енергије одређени узорак може апсорбирати ако се топлота преноси на њу. Физичари су измислили посебну формулу за њен прорачун, а сам параметар је назван коефицијент специфичног топлотног капацитета.

Има ли светла?

Различити материјали описани су различитим способностима да се колабирају под утицајем врло високих температура и брзог хлађења водом (на пример, приликом гашења пожара). Неке су ватроотпорне, друге је тешко запалити, а све остале припадају категорији запаљивих. Описана прва класа није у стању да запали, огорчена, чак и тињајућа не почиње, али све је то својствено другом, иако процеси настављају са великим напором. Коначно, запаљиви материјали који се лако могу запалити, имају тенденцију да тињају, а ако се уклони извор пожара, они ће наставити да гори.

Близу описаног параметра - ватросталности. Ово је карактеристика која описује колико ефективно објект може, под утицајем загревања до 1580 степени или више (према степену Целзијуса), да се не топи, не сагори, да се одупре негативном утицају околних фактора.