Az igénybevételek jellemzése (1)

Az előadások a következő témára: "Az igénybevételek jellemzése (1)"— Előadás másolata:

1 Az igénybevételek jellemzése (1)
Az igénybevétel hatása szerinti felosztás: Teljes anyagtérfogatra ható igénybevételek A felületre ható igénybevételek Az igénybevétel időbeli lefolyása szerinti felosztás: Statikus Dinamikus, lökésszerű Ismétlődő, fárasztó Az előbbi három kombinációja

2 Egyszerű igénybevételek
húzás, nyomás, hajlítás, csavarás és nyírás. Az igénybevétel számszerű értéke a felület egységre ható erő, a feszültség. Ha a feszültség a felület elemre merőleges, normál ( ) feszültségről, ha a felület síkjában hat, csúsztató () feszültségről beszélünk. Mértékegysége : N/mm2 vagy MPa, azaz MN/m2

3 Az igénybevétel az időbeli változása alapján lehet:
statikus, ha az igénybevétel időben állandó, vagy csak igen lassan, egyenletesen változik, dinamikus , ha a terhelés időben változik, hirtelen, ütésszerű, lökésszerű pl. motorok indítása, ütközés stb. fárasztó, ha az igénybevétel időben változik, és sokszor ismétlődik.

4 Mechanikai tulajdonságok Statikus igénybevétel
Húzó igénybevétellel szembeni ellenállásának meghatározása A szakítóvizsgálat (MSZ EN :2001)

5 Szakítóvizsgálattal meghatározható jellemzők 1
Elve:

6

7 Szakítógépek

8 Szakító próbatest arányos próbatest esetén a jeltávolság
kör keresztmetszet esetén

9 Szakítópróbatest Menetes befogás Lemez próbatest betonacél

10 Szakító diagram A szakítógép a próbatest összes megnyúlásának függvényében rajzolja meg a próbatest által felvett erőt. A függőleges tengelyen az erőt (jele: F) N-ban vagy kN-ban, a vízszintes tengelyen pedig a jeltávolság megnyúlását (jele:L) tüntetjük fel mm-ben.

11 Lágyacél szakítódiagramja

12 Lágyacél szakítódiagramja
A I. a rugalmas alakváltozás szakasza. Az alakváltozás és a feszültség lineáris összefüggésben van.  = E . (Hooke törvény )

13 Lágyacél szakítódiagramja
II.a. folyási szakasz. A folyási szakasz az FeH erőnél kezdődik, és azt jelenti, hogy a próbatest valamennyi krisztallitjában megindul a maradó alakváltozás

14 Lágyacél szakítódiagramja
II.b. egyenletes alakváltozás szakasza.

15 Lágyacél szakítódiagramja
III. kontrakciós szakaszban a próbatest alakváltozása egy meghatározott részre korlátozódik .

16 Hengeres lágyacél szakítása

17 Különböző anyagok szakítódiagramjai

18 Különböző anyagok szakítódiagramjai
Rideg anyagok: a lemezgrafitos öntöttvas, b edzett acél diagramja. vagy kerámia ridegek , csak rugalmas alakváltozásra képesek. A szakadás felülete szemcsés és merőleges az igénybevétel tengelyére.

19 Rideg törés

20 Gömbgrafitos öntöttvas

21 Különböző anyagok szakítódiagramjai
Szívós anyagok d ábrán határozott folyást nem mutató anyagok pl. réz vagy alumínium. Az e lágyacél

22 Normál feszültség hatására bekövetkező törés

23 Különböző anyagok szakítódiagramjai
Hidegen alakított fémek f ábra hidegen erősen alakított, tehát felkeményedett fém A felkeményedett anyagok, rugalmas alakváltozást követő igen rövid egyenletes alakváltozás után kontrahálnak.

24 Különböző anyagok szakítódiagramjai
Képlékeny fémek g ábra nem keményedő, képlékeny fém pl. ólom (Pb) szakítódiagramja van. A diagramnak szinte csak maradó alakváltozási része van.

25 Műanyagok szakítódiagramja
a rideg anyag pl. hőre nem lágyuló műanyagok b. szívós pl. PA c. lágy anyag pl. PE

26 A szakítóvizsgálattal meghatározható anyagjellemzők

27 A szakítódiagram alapján kétféle rendszer szerint értelmezhetünk értékeket.
A mérnöki rendszerben, az erő és alakváltozás értékeket az eredeti , kiinduló értékekhez viszonyítjuk, míg a valódi rendszerben a változásokat a pillanatnyi, tényleges értékekhez viszonyítjuk.

28 Mérnöki rendszer feszültség : = F/Ao
alakváltozás, fajlagos nyúlás : = L/Lo ahol F az erő Ao az eredeti keresztmetszet Lo a jeltávolság eredeti értéke L a megnyúlás

29 A szakítóvizsgálattal meghatározható anyagjellemzők
Szilárdsági anyagjellemzők:

30 Rugalmassági modulusz
Young modulusz A rugalmas szakasz meredeksége E=/

31 Folyáshatár A maradó alakváltozás kezdetét jelentő feszültség
Mértékegysége: N/mm2

32 Folyáshatár A folyáshatár valódi feszültség, fizikai tartalommal ellátott, azt jelenti, hogy ennél a feszültségnél a próbatest minden krisztallitjában megindul a képlékeny alakváltozás, a statikus méretezés alapja.

33 A szakítóvizsgálattal meghatározható anyagjellemzők
Képlékenységi anyagjellemzők vagy alakváltozási mérőszámok:

34 Képlékenységi jellemzők vagy alakváltozási mérőszámok
A próbatest a szakító vizsgálat során megnyúlik, keresztmetszete lecsökken

35 Képlékenységi jellemzők
Szilárdsági vizsgálatoknál a szerkezetek, gépalkatrészek csak rugalmas alakváltozást szenvedhetnek, az ébredő feszültség legnagyobb értéke nem haladhatja meg az RE rugalmassági határfeszültséget, A feszültségnek és az alakváltozásnak a rugalmas tartományba kell tartoznia

36 Képlékeny tartományban maradó alakváltozás jön létre:
feszültség: fajlagos nyúlás: ε= F az erő E rugalmassági tényező Δl a relatív megnyúlás lo a kezdeti hossz ε fajlagos nyúlás

37 Hooke-törvénye a σ= f(ε) függvénykapcsolatot vizsgálja
A rugalmassági határig a feszültség arányos a fajlagos nyúlással rugalmas alakváltozás Az E rugalmassági tényező értéke pár anyagnál: Acél E = 2, N/m2 Alumínium: E = 0, N/m2 Bőrszíj: E = 0, N/m2

38 Életpálya-építés Szakítógépek

39 Korszerű szakítógép

40 Mechanikai tulajdonságok Statikus igénybevétel
Nyomó igénybevétellel szembeni ellenállásának meghatározása

41 Nyomó igénybevétel megvalósítása (nyomóvizsgálat)

42 A nyomóvizsgálat alkalmazása
A nyomóvizsgálatot ezért elsősorban rideg anyagok vizsgálatára alkalmazzuk. A rideg anyagok , mint például az öntöttvas, a beton vagy a kerámiák jóval ellenállóbbak nyomó igénybevétellel szemben, ezért ezen a területen alkalmazzák azokat. A nyomószilárdság:

43 Példák a nyomóvizsgálatra
Kő, korroziv környezetben

44 Példák a nyomóvizsgálatra
Szivacs

45 Példák a nyomóvizsgálatra
PET palack