Mechanikai vizsgálat

A mechanikai vizsgálatokat a kísérlet, amelynek célja, hogy jellemezzük a viselkedését törvényei az anyagok ( kontinuum ). Az alkotmányos törvény kapcsolatot létesít a feszültségek (nyomás = erő / felület) és a feszültségek ( dimenzió nélküli egységnyújtás ) között. A deformációt nem szabad összekeverni elmozdulással vagy tágulással.

Az alkatrész alakváltozása azonban az alkatrész geometriájától és a külső erők ezen részre gyakorolt hatásától függ. Ezért szükséges a tesztek egységesítése. A szabványok tehát meghatározzák:

a próbadarab alakját, amelynek anyagát megvizsgálják, ezt szokásos próbadarabnak nevezzük ;
hogy az erők hogyan hatnak a próbadarabra, ezt szabványosított vizsgálatnak nevezzük .

Keménység

Tipológia

Ásványi anyagok: Mohs-skála .
Fémek: Vickers-keménység (HV), Brinell-keménység (HB) és Rockwell-keménység (HR).
Műanyag, műanyag, bőr, fa: Shore keménység .

Lásd még: Rugalmasság .

Szabványok

Nemzetközi (ISO) és európai (CEN)
- EN ISO 2039-2: Műanyagok. A keménység meghatározása. 2. rész: Rockwell-keménység.
- EN ISO 6506-1: Fémes anyagok: Brinell-keménységvizsgálat - 1. rész: vizsgálati módszer.
- EN ISO 6507-1: Fémes anyagok - Vickers-keménységvizsgálat - 1. rész: vizsgálati módszer.
- EN ISO 6508-1: Fémes anyagok: Rockwell-keménységvizsgálat - 1. rész: vizsgálati módszer (A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T skálák).
Amerikai
- ASTM E10: Standard módszer a fémanyagok Brinell-keménységéhez .
- ASTM E18: Standard módszerek a fémes anyagok kőzetkeménységéhez és kőzetfelületének felületes keménységéhez .
- ASTM E140: Standard keménységi konverziós táblák fémhez .

Egytengelyes tapadás

Elv

A próbadarabot két helyen (bilincs vagy horog) tartják, amelyek kötelekhez vannak kötve. Ezután a próbadarabot állandó sebességgel megnyújtjuk, és a nyúlás függvényében feljegyezzük a szükséges húzóerőt. Ezek a tesztek lehetővé teszik az úgynevezett tapadási görbe megrajzolását, amelyből a következő jellemzők vonhatók le:

a rugalmas alakváltozás az alkalmazott erő függvényében, amelyből a próbadarab méreteinek ismeretében következtetni lehet a Young modulusára ;
A hagyományos rugalmassági határ gyakran jegyezni R e , vagy a 0,2% rugalmassági határát, R e0.2 ;
a képlékeny alakváltozás ;
A szakítószilárdság vagy törés a stressz gyakran nevezik R m , ami a maximális feszültség elérte a vizsgálatok alatt. Lásd: Szakítószilárdság ;
az A törésnél nyújtott megnyúlás és% -ban kifejezve, amely megfelel a szünet alatt elért hasznos zóna alakváltozásának;
a töréskor bekötött nyak Z-et jelöl, és% -ban kifejezve, amely megfelel a hely terület deformációjának ( nyakképzésének ) szakadáskor bekövetkező csökkenésének .

A húzóvizsgálat modern változata, amely 2013-ban jelent meg Németországban, a centrifugális erő alkalmazása egy szerelvényen a húzófeszültség előállításához. Amikor egy szerelvény vagy kötés szakítószilárdsági határértéke (MPa vagy N értékben kifejezve) megegyezik az alkalmazott centrifugális erővel, ezeknek a szakadása keletkezik, és a törési határértéket rögzítik. Az előny abból áll, hogy több olyan mintán végeznek akkumulátorteszteket, amelyek a vizsgálat során szigorúan azonos stressznek vannak kitéve.

Anyagtól, hőmérséklettől és alakváltozási sebességtől függően a görbe különböző alakú lehet:

Visszahúzódást mutató gömbölyű anyag húzógörbéje:
R feszültség,
F erő,
Rm maximális feszültség repedés előtt,
Re látható látszólagos rugalmassági határ,
e relatív megnyúlás . $\ epsilon$
Hagyományos teszt. Ha a látszólagos rugalmassági határ meghatározása nem lehetséges, akkor egy hagyományos Rp0.2 határértéket határozunk meg, amely relatív megnyúlásnak felel meg e = 0,2%.

Névleges vagy látszólagos jellemzők

Hozam : . ${\ displaystyle R _ {\ rm {e}} = {\ frac {F _ {\ rm {e}}} {S_ {0}}}}$
Szakítószilárdság: . ${\ displaystyle R _ {\ rm {m}} = {\ frac {F _ {\ rm {m}}} {S_ {0}}}}$
Szakadási nyúlás : . ${\ displaystyle A \% = 100 \ cdot {\ frac {L _ {\ rm {f}} - L _ {\ rm {o}}} {L _ {\ rm {o}}}}}$

Ebben a kifejezésben, és rendre a kezdeti és a végső hosszúság törése után. ${\ displaystyle L _ {\ rm {o}}}$ ${\ displaystyle L _ {\ rm {f}}}$

Nyakszakadás . ${\ displaystyle Z \% = 100 \ cdot {\ frac {S _ {\ rm {o}} - S _ {\ rm {f}}} {S _ {\ rm {o}}}}}$

Ebben a kifejezésben, és rendre a kezdeti és az utolsó szakasz a törés után. ${\ displaystyle S _ {\ rm {o}}}$ ${\ displaystyle S _ {\ rm {f}}}$

Young modulus , képviseli a lejtőn a görbe lineáris szakaszára: . ${\ displaystyle E = {\ frac {\ rm {d \ sigma}} {\ rm {d \ epsilon}}}}$
Poisson-arány : ${\ displaystyle \ nu = {\ frac {\ bal (d _ {\ rm {o}} - d \ jobb) / d _ {\ rm {o}}} {\ bal (LL _ {\ rm {o} } \ jobbra) / L _ {\ rm {o}}}}}$

hol és rendesen a kezdeti és a terhelt átmérő, valamint a kezdeti és a terhelt hossz. a rugalmas tartományban van meghatározva. ${\ displaystyle d _ {\ rm {o}}}$ $d$ ${\ displaystyle L _ {\ rm {o}}}$ $L$ $\meztelen$

A fenti értékeket látszólagosnak vagy konvencionálisnak nevezzük (angolul mérnöki megterhelés és mérnöki stressz ), mivel a próbadarab kezdeti szakaszára vonatkoznak. Az úgynevezett igaz vagy racionális értékeket ( valódi alakváltozás és valódi feszültség ) szintén kiszámítjuk, a figyelembe vett megnyúláskor ténylegesen mért szakaszok alapján. Ezekből a valós értékekből egy úgynevezett racionális tapadási görbét ábrázolunk. Ez a görbe a keményedés jelenségét emeli ki .

Szabványok

Francia ( AFNOR )
- NF B51-010: Fa - Szakítóvizsgálat merőleges a szálakra.
- NF B51-017: Fa - A szálakkal párhuzamos feszültség - A kis hibátlan példányok szemcséivel párhuzamos húzószilárdság meghatározása.
- NF B51-018: Fa - A szálakkal párhuzamos tapadás - A kis hibátlan minták szemcséivel párhuzamos vonóerő rugalmassági modulusának meghatározása.
Európaiak ( CEN )
- EN 10002-1: Fémes anyagok - Szakítóvizsgálat - 1. rész: vizsgálati módszer környezeti hőmérsékleten (az EN ISO 6892-1 szabvány helyébe lép).
- EN 10002-5: Fémes anyagok - Szakítóvizsgálat - 5. rész: Vizsgálati módszer magas hőmérsékleten.
Nemzetközi ( ISO )
- ISO 6892-1: Fémes anyagok - Szakítóvizsgálat szobahőmérsékleten.
- ISO 10618: Szénszálak - Szakító tulajdonságok meghatározása gyantával impregnált fonalakon.
- ISO 527-1: Műanyagok - A szakító tulajdonságok meghatározása.
Amerikai ( ASTM )
- ASTM E8: Fémanyagok feszültségvizsgálatának szabványos vizsgálati módszerei (létezik az ASTM E8M szabvány, amely a metrikus változat).
- ASTM E21: Fémanyagok magas hőmérsékletű feszültségvizsgálatának standard módszerei .
- ASTM D143: Szabványos vizsgálati módszerek kis tiszta fa mintákhoz .

Egytengelyes tömörítés

A próbadarabot két lemez közé helyezzük. A teszt abból áll, hogy ezt a próbadarabot gyakran összenyomják a törőerő tanulmányozása céljából. Ha az anyag képlékeny, akkor ez a hiba nem következik be.

A kőzetek esetében a tesztet szabványosítják, hogy értékeljék a kőzetanyagok teljesítményét kőzetszerkezetek esetén, riprap anyagok szállítására vagy szemcsés anyaglerakódások kiaknázására. A "2" karcsúságú mintákat függőleges összenyomásnak vetik alá, a növekvő erő kifejtésével. A próbadarabok hengeresek.

Szabványok

Francia ( AFNOR )
- NF B51-007: Fa - Axiális tömörítési teszt.
Amerikai ( ASTM )
- ASTM D143: Szabványos vizsgálati módszerek kis tiszta fa mintákhoz .
- ASTM E9: Fémanyagok tömörítési vizsgálatának standard vizsgálati módszerei szobahőmérsékleten
Nemzetközi ( ISO )
- ISO 604: Műanyagok - A nyomó tulajdonságok meghatározása

Forró izosztatikus kompresszió

A forró izosztatikus préselés szilárdító anyagokból áll, magas hőmérséklet és nagy nyomás együttes hatása alatt. Ez a folyamat lehetővé teszi egy fém alkatrész mechanikai tulajdonságainak (ütésállóság, fáradtságállóság, alakíthatóság) javítását.

Nyírás

A nyírópróba abból áll, hogy a próbadarabra két ellentétes erőt alkalmaznak keresztmetszeti síkban.

Definíció szerint egy rendszert akkor nyírnak ki, amikor az uralkodó feszültségek a nyíróerőnek köszönhetők.

Hajlítás

A hajlítási teszt egy erő alkalmazása a gerendára az anyag szakítószilárdságának mérésére. Kétféle hajlítás létezik: hárompontos és négypontos hajlítás.

Az anyag hajlítószilárdsága, főleg gerenda formájában, különböző típusú terhelésekkel mérhető géppel. A nyúlás és a feszültség mérése a nyúlásmérőkből történik, és a mérőpadon jelenik meg.

Csavarás

A torziós teszt abból áll, hogy egy gerendát két, egymással ellentétes pillanatú párral feszítenek meg, a sugár tengelyével párhuzamos síkokban.

ellenálló képesség

Az ütésvizsgálat kiegészíti a húzóvizsgálatot. Ez magában foglalja a bevágott minta egyetlen csapással történő megtörését annak érdekében, hogy meg lehessen mérni a repedés végrehajtásához szükséges energiát. Ezt a vizsgálatot inga koson hajtják végre (például: Charpy inga kos ).

Tipológia

Szabványok

Amerikai
- ASTM E23: Fémanyagok bemetszett ütésvizsgálatának szabványos vizsgálati módszerei .
Európaiak:
- EN 10045-1: Fémes anyagok. Ütéshajlítási vizsgálat Charpy mintákon. 1. rész: vizsgálati módszer.
- EN 10045-2: Fémes anyagok - Ütéshajlítási teszt egy Charpy mintán - 2. rész: A vizsgáló gép (inga ram) ellenőrzése.

Fáradt

A fáradási teszt abból áll, hogy egy alkatrészre váltakozó változó terhelést alkalmaznak (az alkalmazott feszültségek átlaga nulla) vagy megismétlik (az alkalmazott feszültségek átlaga nem nulla). Megpróbálja a lehető legjobban reprodukálni a szoba működési körülményeit.

A fáradtság meghibásodása elsősorban a terhelés összes alkalmazásának számával függ össze, nem pedig az üzemidővel vagy az alkatrész életkorával. A fáradtság okozta kudarc nem ad semmilyen előzetes jelet a törés előtt, éppen ezért nagyon gyakran meglepheti a kísérletezőt.

Behúzás

A behúzási teszt abból áll, hogy meghatározott körülmények között terhelést alkalmazunk az anyag felületén, bemélyedés vagy bemélyedés alkalmazásával. A vizsgálat után, amikor az anyag deformálódott, bemélyedés figyelhető meg, amely mérhető. A teszt körülményei: a behúzás geometriája, erő, időtartam jellemzik a tesztet.

Lásd is

Bibliográfia

Jean Perdijon, Matériaux sous felügyelet , Cachan, Editions Lavoisier, 2021.

Kapcsolódó cikkek

Hivatkozások

(in) U. Beck , " Az optikai bevonatok kvantitatív tapadásának vizsgálata a centrifugális technológia klaszterezésével " , Surface and Coatings Technology , Vol. 205, 2. kiegészítés,2011. július 25, S182 - S186 ( online olvasás )
NF P 94-420 szabvány: "Kőzetek - egytengelyes nyomószilárdság meghatározása", 12-2000
" Wikigeotech: egytengelyű kőzettömörítés " , a Wikigeotech weboldalán,2014. június 18(megtekintve 2014. június 18-án )
Ala Zouaghi, Tanulmány a forró izosztatikus tömörítéssel 316L rozsdamentes acél: numerikus modellezése a mezoszkópikus léptékű és kísérleti jellemzése. , Doktori Iskola, 364. sz .: Alap- és Alkalmazott Tudományok, ParisTech,2013. január 28( online olvasás )
Daniel Chateigner, " Anyagokkal szembeni ellenállás ", IUT fizikai mérések, Caen Egyetem, Basse-Normandie, CRISMAT-ENSICAEN laboratórium ,2012. május 16
" Az odontológiában használt biomateriális anyagok mechanikai tulajdonságai ", Frankofón Odontológiai Tudományok Digitális Egyeteme ,1 st június 2010
" Anyagállósági tanfolyam " , http://www.technologuepro.com/ , 2012-2013