Наука и производство

Механические свойства материалов

Независимо от того, являетесь ли вы студентом-механиком или самостоятельно получаете технические знания, важно понимать механические свойства материалов.

Способность классифицировать и идентифицировать материалы имеет решающее значение в обрабатывающей промышленности. Знать как влияют механические свойства материалов на производство чего-либо необходимо. Это поможет вам быстро выбрать лучшие материалы для вашего дизайна на основе различных факторов, в том числе: нагрузочной способности, упругости, твердости, прочности и многого другого.

Различные типы материалов

Большинство материалов можно разделить на два типа материалов: металлы и неметаллы. Каковы два основных типа металлов? Черные и цветные металлы.

Разница между черными и цветными металлами проста.

Черные металлы обычно содержат железо и другие мелкие материалы и часто используются в механической промышленности, в то время как цветные металлы не содержат железа и состоят из других материалов, таких как медь, цинк, алюминий и магний.

Перечень механических свойств материалов

При оценке механических свойств любого материала мы обычно анализируем металлы. Вот некоторые из наиболее распространенных физико-механических свойств материалов, которые определяют различные типы металла:

1. Сила

Измерение того, сколько нагрузки выдержит материал до разрушения. Чем большую нагрузку может выдержать материал, тем больше его прочность. Существует 3 различных типа прочности в зависимости от типа нагрузки:

  • а. Прочность при сжатии.
  • б. Прочность при сдвиге.
  • с. Предел прочности.

Что касается деформации до разрушения, то здесь 3 типа прочности:

  • а. Упругая сила.
  • б. Невероятная сила.
  • с. Предел текучести.

2. Усталость материалов

Процесс постепенного накопления повреждений под действием переменных (часто циклических) напряжений, которые изменяют основные механические свойства материалов, образованию трещин, их развитию и разрушению материала за указанное время.

3. Хрупкость

Хрупкость – это когда материал внезапно разрушается под нагрузкой, не проявляя значительной упругой деформации или изменений в размерах.

4. Жесткость

Способность материала противостоять значительной упругой деформации при нагрузке. Чем меньше деформация материала проявляется при нагрузке, тем он жестче.

5. Твердость

Определяется способностью материала противостоять различным формам деформации, вдавливания и проникновения. Также относится к его устойчивости к царапинам, соскабливанию, сверлению, сколам и износу.

6. Прочность

Такое механическое свойство материалов, как прочность, определяется их способностью выдерживать упругую и пластическую деформацию без разрушения. Обычно измеряется количеством энергии, которую материал может поглотить до разрушения.

7. Охрупчивание

В результате металл теряет пластичность и становится хрупким из-за химических или физических изменений.

8. Однородность

Любой материал, имеющий одинаковые  свойства по всей своей геометрии.

Гомогенный материал не может быть механически отделен или идентифицирован индивидуально. Определенные типы однородного материала включают пластмассы, металлы, стекло, бумагу, смолы и покрытия.

9. Изотропия

Одинаковость физических свойств во всех направлениях, инвариантность, симметрия по отношению к выбору направления (в противоположность анизотропии; частный случай анизотропии — ортотропия).

10. Анизотропия

Материал, который проявляет различные свойства в зависимости от его направления или ориентации. Например, в компьютерной графике анизотропная поверхность изменяется в зависимости от угла, под которым она отображается.

11. Эластичность

Материалы, которые возвращаются к своим первоначальным размерам после деформации. Каждый материал имеет определенный предел упругости до постоянной деформации, иначе называемой деформацией пластичности.

12.  Упругость

Способность материала получать остаточные деформации без разрушения и сохранять их после снятия нагрузки.

13.  Податливость

Способность к пластической деформации материала или значительному изменению его формы без разрушения.

14.  Обрабатываемость

Легкость, с которой можно вырезать металлическую деталь, не жертвуя качеством отделки.

15.  Ползучесть

Медленная и постепенная деформация (или изменение размеров) материалов под определенной приложенной нагрузкой. Измеряется под влиянием времени и температуры. Обычно происходит при высоких температурах, но также может происходить при комнатной температуре, хотя и гораздо медленнее.

16.  Устойчивость

Способность поглощать энергию, будучи упруго деформированной, и высвобождать эту энергию после разгрузки. Доказательство устойчивости – это максимальное количество энергии, которое материал может поглотить до постоянной деформации.

17.  Демпфирование

Демпфирование относится к рассеиванию количества энергии, используемой для создания вибрации, колебаний или напряжения. Материал с хорошими демпфирующими свойствами, такой как чугун, способен поглощать большое количество вибрации.

18.  Тепловое расширение

Изменение формы, объема или площади, вызванное изменениями температуры.

Вы можете обсудить эту статью на нашем форуме, достаточно нажать на кнопку ниже.

Метки
Обсудить статью на форуме

Администратор

Впереди еще много нового!

Related Articles

Back to top button
Close