GLAVA 6 MEHANIKE OSOBINE PITANJA OD ZNAAJA Napon

GLAVA 6: MEHANIČKE OSOBINE PITANJA OD ZNAČAJA. . . • Napon i deformacija: Šta su i zašto se upotrebljavaju umesto opterećenja i izduženja (apsolutne deformacije)? • Elastično ponašanje: Kada su opterećenja mala, kolike su deformacije? Koji se materijali najmanje deformišu? • Plastično ponašanje: U kojem trenutku dislokacije izazivaju trajnu deformaciju? Koji su materijali najotporniji na trajne deformacije? • Žilavost i duktilnost: Šta su i kako ih određujemo? Chapter 6 - 1

ELASTIČNA DEFORMACIJA 1. Početak 2. Malo opterećenje 3. Rasterećenje Elastično znači reverzibilno! Chapter 6 - 2

PLASTIČNA DEFORMACIJA (METALI) 1. Početno 2. Malo opterećenje 3. Rasterećenje Plastično znači trajno! Chapter 6 - 3

INŽENJERSKI NAPON • Zatezni napon, s: • Smicajni napon, t: Jedinice napona: N/mm 2 ili MPa Chapter 6 - 4

ČESTA NAPONSKA STANJA • Prosto zatezanje: uže • Prosto smicanje: pogonsko vratilo Ski lift Napomena: ovde je t = M/Ac. R Chapter 6 - 5

JOŠ NEKA ČESTA STANJA NAPONA (1) • Prost pritisak: Napomena: pritisna komponenta je ovde s < 0. Chapter 6 - 6

NEKA ČESTA STANJA NAPONA (2) • Dvoosno zatezanje: Posuda pod pritiskom • Hidrostatički pritisak: Ribe u vodi sh< 0 Chapter 6 - 7

INŽENJERSKA DEFORMACIJA • Zatezna deformacija: • Bočna deformacija: • Smicajna deformacija: Deformacija je uvek bezdimenziona. Chapter 6 - 8

ISPITIVANJE NAPONA-DEFORMACIJE • Tipična epruveta za zatezanje • Tipična kidalica • Druge vrste ispitivanja: --pritisak: krti materijali (npr. , beton) --uvijanje: cilindrične cevi, vratila, osovine. Chapter 6 - 9

LINEARNO ELASTIČNE OSOBINE • Modul elastičnosti, E: (poznat i kao Young-ov modul) • Hooke-ov zakon: s=Ee • Poisson-v koeficijent, n: metali: n ~ 0. 33 keramike: ~0. 25 polimeri: ~0. 40 Jedinice: E: [GPa] n: bezdimenziono Chapter 6 - 10

OSTALE ELASTIČNE OSOBINE • Elastični modul klizanja, G: t=Gg ispitivanje prostim uvijanjem • Zapreminski modul elastičnosti K: • Specijalne relacije za izotropne materijale: ispitivanje pritiskom: Početna zapr. =Vo Promena zapremine = DV Chapter 6 - 11

YOUNG-ovi MODULI: POREĐENJE Metali Legure Grafit Keramike Polimeri Poluprov. Kompoziti /vlakna E(GPa) Prema podacima iz tabele B 2, Callister 6 e. Kompozitni podaci su zasnovani na ojačanoj epoksi smoli sa 60 % ugljeničnih vlakana (CFRE), aramida (AFRE), ili staklenih vlakana (GFRE). Chapter 6 - 12

ČESTE RELACIJE LINEARNE ELASTIČNOSTI • Prosto zatezanje: • Prosto uvijanje: • Materijal, geometrijski i parametri opterećenja svi doprinose otklonu. • Veći moduli elastičnosti smanjuju elastično pomeranje. Chapter 6 - 13

PLASTIČNA (TRAJNA) DEFORMACIJA (na nižim temperaturama, T < Tt/3) • Ispitivanje prostim zatezanjem: Chapter 6 - 14

NAPON TEČENJA, Re • Napon pri kojem je izražena primetna plastična deformacija. kada je ep = 0, 002 Chapter 6 - 15

NAPON TEČENJA: POREĐENJE Na Tsobna: Prema podacima u tabeli B 4, Callister 6 e. a = žaren hr = vruće valjan ag = staren cd = hladno vučen cw = hladno deformisan qt = kaljen i otpušten Chapter 6 - 16

ZATEZNA ČVRSTOĆA, Rm • Maksimalni inženjerski napon pri zatezanju. • Metali: javlja se u trenutnku uočljivog formiranja vrata. • Keramike: javalja se pri inicijaciji rasta prslina. • Polimeri: javlja se kada se polimerne osnove usmere i poravnaju, neposredno pre loma. Chapter 6 - 17

ZATEZNA ČVRSTOĆA: POREĐENJE Na Tsobna: Prema podacima u tabeli B 4, Callister 6 e. a = žaren hr = vruće valjan ag = staren cd = hladno vučen cw = hladno deformisan qt = kaljen i otpušten AFRE, GFRE, & CFRE = aramid, staklo, ugljenični vlaknasto-ojačani epoksi kompoziti, sa 60% vlakana. Chapter 6 - 18

DUKTILNOST, A(%) • Plastična zatezna deformacija pri lomu: • Druga mera duktilnosti: • Napomena: Z(%) i A(%) se često mogu porediti. --Razlog: klizanjem kristala se ne menja zapremina materijala. --Z(%) > A(%) je moguće ako unutrašnje šupljine formiraju vrat. Chapter 6 - 19

ŽILAVOST • Energija za lom jedinice zapremine materijala • Približno - površina ispod krive napon-deformacija. Chapter 6 - 20

TVRDOĆA • Otpornost na trajno utiskivanje površine. • Velika tvrdoća znači: --otpornost na plastično deformisanje ili pojavu prslina pritiskivanju. --bolje osobine habanja. Chapter 6 - 21

OJAČAVANJE • Porast Re usled plastičnog deformisanja. • Kriva fitovanja napona-deformacije: Chapter 6 - 22

PROJEKTNI ILI SIGURNOSNI FAKTORI • Nesigurnost projektovanja znači da ne smemo da prekoračimo granicu. Obično je N • Stepen sigurnosti, N od 1, 2 do 4 • Npr. : Odredi prečnik, d, pod uslovom da ne dođe do pojave tečenja u štapu od datog ugljeničnog čelika. Upotrebi stepen sigurnosti 5. 5 Chapter 6 - 23

ZAKLJUČAK • Napon i deformacija: ove veličine ne zavise od dimenzija i predstavljaju meru opterećenja i pomeranja, respektivno. • Elastično ponašanje: ovo povratno ponašanje često pokazuje linearan odnos između napona i deformacija. Da biste umanjili deformaciju, izaberite materijal sa velikim modulom elastičnosti (E ili G). • Plastično ponašanje: ponašanje sa trajnom deformacijom koje se javlja kada zatezni (ili pritisni) jednoosni napon dostiže Re. • Žilavost: energija potrebna za lom jedinične zapremine materijala. • Duktilnost: plastična deformacija pri lomu. Chapter 6 - 24