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Quais são os testes comuns das propriedades mecânicas do material?

As propriedades mecânicas do material referem-se às características mecânicas do material em diferentes ambientes (temperatura, meio, umidade), quando submetido a várias cargas aplicadas (tração, compressão, flexão, torção, impacto, tensão alternada, etc.).


De acordo com a força atuando sobre o objeto pode ser dividido em carga estática: gradualmente e lentamente agindo sobre o trabalho da força, como a pressão do leito da máquina, a tensão do cabo de aço. Carga dinâmica: incluindo impacto e carga alternada, como haste de martelo de ar pelo impacto, engrenagens, molas.



Âmbito de aplicação

1,Materiais de borracha: produtos de borracha, mangueira, fita, O-rings, pneus e outros materiais de borracha e produtos.


2,Materiais plásticos: produtos plásticos, filmes, tubos, placas, materiais de embalagem, produtos de nylon, rolos impermeáveis e outros materiais plásticos e produtos.


3, materiais metálicos: produtos metálicos, produtos de aço inoxidável, parafusos, fio de aço, produtos de liga e outros materiais e produtos metálicos.


4,Materiais de construção: madeira, placa, vidro, concreto, produtos de grafite, etc.


Propriedades mecânicas gerais dos ensaios de materiais - ensaio de tração

Visão geral

O teste para determinar uma série de características do material sob carga de tração, também conhecido como ensaio de tração. É um dos métodos básicos para testar as propriedades mecânicas dos materiais, usado principalmente para testar se o material atende aos padrões exigidos e estudar o desempenho do material.


Índice de desempenho

O teste elástico pode determinar uma série de indicadores de resistência e indicadores de plasticidade do material. A força geralmente refere-se à capacidade de um material resistir à produção de deformação elástica, deformação plástica e fratura sob a ação de uma força externa. Material sob carga de tração, quando a carga não aumenta e ainda continua a sofrer fenômeno de deformação plástica significativa é chamado de escoamento. A tensão em que ocorre o escoamento é chamada de ponto de escoamento ou resistência física ao escoamento e é expressa como σS (Pa). Engenharia existem muitos materiais sem um ponto de escoamento óbvio, geralmente o material gerado pela deformação plástica residual de 0,2% do valor de tensão como a resistência ao escoamento, chamado de limite de escoamento condicional ou resistência ao escoamento condicional, expressa em σ0,2. O valor máximo de tensão alcançado pelo material antes da fratura, chamado de resistência à tração ou limite de resistência, expresso por σb (Pa).


A plasticidade é a capacidade de um material metálico produzir deformação plástica sob carga sem danos, e os indicadores de plasticidade comumente usados são alongamento e encolhimento seccional. O alongamento, também conhecido como alongamento, é a porcentagem do alongamento total do espécime material após a fratura por carga de tração, a razão do comprimento original, expressa em δ. A retração da seção refere-se ao espécime material na carga elástica após a fratura, a retração da seção da área da razão da área transversal original da porcentagem, expressa em ψ.


Limite de rendimento de condição σ0,2, limite de resistência σb, alongamento δ e encolhimento seccional ψ são quatro indicadores de desempenho frequentemente medidos em ensaios de tração. Além disso, o módulo de elasticidade E, o limite proporcional σp e o limite elástico σe do material também podem ser determinados.


Curva de Dados

A curva elástica desenhada pela máquina de teste é realmente a curva de carga-alongamento (ver figura), tal como o valor da coordenada da carga e o valor da coordenada do alongamento dividido pela área transversal original do espécime e a distância do espécime, respectivamente, você pode obter o gráfico da curva tensão-deformação. Quando a carga é continuada, a curva desvia-se de op até ao ponto e. Neste ponto, se a carga for removida, o espécime ainda pode ser restaurado ao seu estado original, mas o espécime não pode ser restaurado ao seu estado original se tiver passado do ponto e. A tensão no ponto e é o limite elástico σe. O real σe, muitas vezes tomam o alongamento residual do espécime para atingir 0,01% do passo original da tensão para o limite elástico, para σ0,01 dito. Continuar a adicionar carga, o espécime ao longo da deformação da curva es para alcançar o ponto s, a tensão neste ponto para o ponto de escoamento σS ou alongamento residual de 0,2% da resistência condicional ao escoamento σ0,2. Após o ponto s continuar a aumentar a carga para a carga máxima antes de quebrar o ponto b, a carga dividida pela área de seção transversal original é o limite de resistência σb. Após o ponto b, o espécime continua a alongar-se, enquanto a área de seção transversal diminui, a capacidade de carga começa a diminuir até a fratura do ponto k. A razão da carga no momento da fratura para a seção transversal no ponto da fratura é chamada de força da fratura.



Figura 1 mostra o espécime elástico padrão e o espécime após a fratura, o espécime é marcado no espécime com o comprimento da distância.


A Figura 2 mostra a relação de tração (carga e alongamento) do aço estrutural geral



Ensaio de tração a altas temperaturas

Visão geral

O teste elástico de alta temperatura é um teste elástico conduzido em altas temperaturas acima da temperatura ambiente. Teste de tração de alta temperatura, além da consideração de tensão e tensão, mas também levar em conta a temperatura e tempo dois parâmetros. A temperatura tem uma grande influência no desempenho elástico de alta temperatura, assim que os requisitos de controle de temperatura são muito rigorosos. O espécime é geralmente aquecido por um forno elétrico, e o espaço de trabalho do forno deve ter calor uniforme suficiente, com o instrumento para o controle automático da temperatura.


Efeitos

Os materiais metálicos trabalham em altas temperaturas, e esta temperatura ainda não é para tornar o fenômeno de fluência material, ou embora a temperatura tenha sido possível fenômeno de fluência, mas como o tempo de trabalho é muito curto, o fenômeno de fluência não desempenha um papel decisivo. Nos dois casos acima, o desempenho medido pela tensão de curto tempo em alta temperatura torna-se um indicador importante das propriedades mecânicas do material. Às vezes, a fim de determinar o processo de processamento a quente, também é necessário determinar a capacidade de tração de curto prazo do material na temperatura de processamento a quente.


Análise de ensaio

O teste elástico de alta temperatura de materiais metálicos especificados nos indicadores de desempenho e no teste elástico de temperatura ambiente é basicamente o mesmo, mas geralmente é a determinação da resistência à tração, da resistência ao escoamento, do alongamento após a ruptura e do encolhimento na ruptura quatro indicadores de desempenho. Como resultado do teste elástico curto de tempo de alta temperatura, o comprimento da duração da carga, as propriedades elásticas têm um impacto significativo. O valor da resistência à tração aumenta significativamente quando o espécime elástico de alta temperatura de curto prazo é retirado rapidamente. O número seguinte.



O método de determinação de vários indicadores principais do teste de tração de curto prazo em alta temperatura é basicamente o mesmo que o método de determinação em temperatura ambiente. Com a mudança de temperatura, a tendência dos quatro indicadores é mostrada na figura.



Aplicação de investigação

O Prof. Zhiwei Shan e o Prof. Maen da Universidade Xi'an Jiaotong e o Prof. Ju Li do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) realizaram testes quantitativos de compressão e tração em amostras isotrópicas submicron amorfo silício (a-Si) usando um sistema de teste nanomecânico dentro de um TEM.


Este trabalho abre um mecanismo inexplorado de assimetria intrínseca de tração-compressão em materiais. Os resultados foram publicados na subrevista Nature Nat. Mater. sob o título "Tensão-compressão assimetria em silício amorfo". Esta assimetria anômala de compressão de estiramento (T-C) também é aplicável a outros materiais como a-Si, e fornece orientação importante para a aplicação de microeletrônica a-Si de tamanho pequeno e MEMS. O futuro pode inspirar a invenção de novos materiais com elasticidade nova.