A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata

Hasonló dokumentumok
A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata

Anyagvizsgálatok. Mechanikai vizsgálatok

Atomerőművi anyagvizsgálatok. 2. előadás: Roncsolásos anyagvizsgálati eljárások elvének ismertetése I. rész (a jegyzet 4.

Anyagismeret a gyakorlatban (BMEGEPTAGA0) SZAKÍTÓVIZSGÁLAT

ANYAGSZERKEZETTAN ÉS ANYAGVIZSGÁLAT SZAKÍTÓVIZSGÁLAT

5. Az acélszerkezetek méretezésének különleges kérdései: rideg törés, fáradás. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék

Építőanyagok I - Laborgyakorlat. Fémek

Polimerek vizsgálatai

Polimerek vizsgálatai 1.

A töréssel szembeni ellenállás vizsgálata

Mechanikai tulajdonságok és vizsgálatuk

12. Polimerek anyagvizsgálata 2. Anyagvizsgálat NGB_AJ029_1

tervezési szempontok (igénybevétel, feszültségeloszlás,

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 6.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 8. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

4. POLIMEREK SZAKÍTÓ VIZSGÁLATA

5. Az acélszerkezetek méretezésének különleges kérdései: rideg törés, fáradás.

Ütőmunka meghatározása acél próbatesten, Charpy-kalapáccsal, amely ingás ütő-hajlítómű (Charpyinga) Dr. Kausay Tibor

WESSLING Közhasznú Nonprofit Kft. Qualco MAE jártassági vizsgálatok

A= a keresztmetszeti felület cm 2 ɣ = biztonsági tényező

BME ANYAGTUDOMÁNY ÉS. Mechanikai anyagvizsgálat. Szakítóvizsgálat. A legelterjedtebb roncsolásos vizsgálat

Szakítás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK SZAKÍTÓVIZSGÁLATA

Szakítás BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK POLIMEREK SZAKÍTÓVIZSGÁLATA

Anyagismeret I. A töréssel szembeni ellenállás vizsgálata. Összeállította: Csizmazia Ferencné dr.

Fémtechnológiák Fémek képlékeny alakítása 1. Mechanikai alapfogalmak, anyagszerkezeti változások

Mechanikai tulajdonságok és vizsgálatuk 1-2

Szilárd testek rugalmassága

Ismételt igénybevétellel szembeni ellenállás

MUNKAANYAG. Gruber Györgyné. Roncsolásos anyagvizsgálatok 1. Szilárdsági vizsgálatok. A követelménymodul megnevezése:

Gépipari minőségellenőr Gépipari minőségellenőr

Anyagvizsgálat I. 1. oldal

2. Tantermi Gyakorlat A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata Nyomóvizsgálat, hajlítóvizsgálat, keménységmérés

HELYI TANTERV. Mechanika

Anyagszerkezet és vizsgálat

A töréssel szembeni ellenállás vizsgálata

Vasbeton tartók méretezése hajlításra

Csavarorsós emelőbak tervezési feladat Gépészmérnök, Járműmérnök, Mechatronikai mérnök, Logisztikai mérnök, Mérnöktanár (osztatlan) BSC szak

A végeselem módszer alapjai. 2. Alapvető elemtípusok

Kisciklusú fárasztóvizsgálatok eredményei és energetikai értékelése

Acélszerkezetek. 3. előadás

FAFAJTÁK, A FA SZABVÁNYOS OSZTÁLYBA SOROLÁSA, A FAANYAGOK ÉS FATERMÉKEK GYÁRTÁSA ÉS HASZNÁLATA

Anyagismeret tételek

A vizsgált anyag ellenállása az adott geometriájú szúrószerszám behatolásával szemben, Mérnöki alapismeretek és biztonságtechnika

MECHANIKA I. rész: Szilárd testek mechanikája

Járműelemek. Rugók. 1 / 27 Fólia

KIFÁRADÁSI ÉLETTARTAM KISFELADAT (MSc.)

ANYAGISMERET Készítette: Csonka György 1

Műszerezett keménységmérés alkalmazhatósága a gyakorlatban

Alumínium ötvözetek aszimmetrikus hengerlése

Hidak Darupályatartók Tornyok, kémények (szélhatás) Tengeri építmények (hullámzás)

2. Kötőelemek mechanikai tulajdonságai

NEMZETKÖZI GÉPÉSZETI TALÁLKOZÓ - OGÉT

ábra A K visszarugózási tényező a hajlítási sugár lemezvastagság hányados függvényében különböző anyagminőségek esetén

Anyagismeret I. Nyomó, hajlító vizsgálat Keménységmérés. Összeállította: Csizmazia Ferencné dr.

Laborgyakorlat. Kurzus: DFAL-MUA-003 L01. Dátum: Anyagvizsgálati jegyzőkönyv ÁLTALÁNOS ADATOK ANYAGVIZSGÁLATI JEGYZŐKÖNYV

Anyagválasztás dugattyúcsaphoz

4. Fogalommeghatározások

r0 = 1,53 anizotrópia a heng.irányban

Gyakorlat 04 Keresztmetszetek III.

XT - termékadatlap. az Ön megbízható partnere

Fa- és Acélszerkezetek I. 1. Előadás Bevezetés. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

Tömeg (2) kg/darab NYLATRON MC 901 NYLATRON GSM NYLATRON NSM Átmérő tűrései (1) mm. Átmérő mm.

FERNEZELYI SÁNDOR EGYETEMI TANÁR

ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK. Anyagismeret 2007/08. Károsodás. Témakörök

A szerkezeti anyagok mechanikai tulajdonságai

KIFÁRADÁSI ÉLETTARTAM KISFELADAT

Géprajz gépelemek II. II. Konzultáció ( )

IWM VERB az első magyar nyelvű törésmechanikai szoftver

POLIMERTECHNIKA Laboratóriumi gyakorlat

Hőkezelő- és mechanikai anyagvizsgáló laboratórium (M39)

Miért kell megerősítést végezni?

Mechanikai tulajdonságok Statikus igénybevétel. Nyomó igénybevétellel szembeni ellenállásának meghatározása

Fafizika 9. elıad NYME, FMK,

FOK Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai tárgy kolokviumi kérdései 2012/13-es tanév I. félév

Magyarkúti József. Anyagvizsgálatok. A követelménymodul megnevezése: Mérőtermi feladatok

Tevékenység: Olvassa el a bekezdést! Gyűjtse ki és tanulja meg a lemezalakító technológiák jellemzőit!

A szerkezeti anyagok mechanikai tulajdonságai. Kalmár Emília ÓE Kandó MTI

Tartószerkezetek modellezése

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

Vasbeton födémek tűz alatti viselkedése Egyszerű tervezési eljárás

SZÁMÍTÁS TŰZTEHERRE BAKONYTHERM

Nagyszilárdságú lemezanyagok alakíthatósági vizsgálatai

A szerkezeti anyagok mechanikai tulajdonságai

A 12/2013 (III. 28.) NGM rendelet szakmai és vizsgakövetelménye alapján Gépgyártástechnológiai technikus

Ejtési teszt modellezése a tervezés fázisában

A HDPE és EPDM geomembránok összehasonlító vizsgálata környezetvédelmi alkalmazhatóság szempontjából

TERMÉKSZIMULÁCIÓ I. 9. elıadás

Szilárd anyagok mechanikája. Karádi Kristóf Fogorvosi biofizika Biofizikai Intézet, PTE ÁOK

Fa- és Acélszerkezetek I. 11. Előadás Faszerkezetek II. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

Kizárólag oktatási célra használható fel!

Mechanikai tulajdonságok

Forgácsnélküli alakítás NGB_AJ010_1. Beugró ábrajegyzék

Függőleges és vízszintes vasalás hatása a téglafalazat nyírási ellenállására

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA VEGYIPAR ISMERETEK EMELT SZINTŰ GYAKORLATI VIZSGA MINTAFELADATOK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK

ÜVEGEZETT FELVONÓ AKNABURKOLATOK MÉRETEZÉSE

Atomerőművi anyagvizsgálatok 1. előadás: Anyagismereti alapok, a gyakorlatban használt szerkezeti anyagok és tulajdonságaik

Átírás:

A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata 1

Az anyagok tulajdonságai fizikai tulajdonságok, mechanikai, termikus, elektromos, mágneses akusztikai, optikai 2

Minőség, élettartam A termék minősége függ: gyártási jellemzőktől A felhasznált anyagtól A tervezéstől, konstrukciótól Az alkalmazott technológiáktól. üzemeltetés körülményeitől elhasználódási, károsodási folyamatok 3

Termékminőség és élettartam Tehát anyagismereti sőt minőségügyi szempontból figyelembe kell venni: az anyagok szerkezetét fizikai tulajdonságát (igénybevehetőség) technológiai tulajdonságait üzemeltetési tulajdonságait (károsodásállóság) 4

Biztonsági tényező, meghibásodási valószínűség A tervezés illetve az anyagválasztás során több ellentétes követelményt kell figyelembe venni, Ezért a tervezés során nem az abszolút biztonság, hanem a tönkremenetelből adódó probléma mértékétől függően az előírt biztonság illetve a megengedhető meghibásodási valószínűség megvalósítása a cél. 5

Meghibásodási valószínűség A teherbírás és a terhelés viszonya 6

Anyagtulajdonságok Sűrűség ρ=m/v [kg/m 3 ] 7

Anyagtulajdonságok Mechanikai tulajdonságok (terhelhetőség) 8

A szerkezeti anyagok viselkedése az igénybevételekkel szemben A szerkezeti anyagok legfontosabb tulajdonsága, hogy ellenállnak a külső igénybevételekkel szemben, tehát a terhelhetők. Az igénybevételek összetettek és különbözőek. A szilárdsági számítások során ezeket az összetett igénybevételeket jól definiálható alapesetekre un. egyszerű igénybevételekre vezetjük vissza, és ezek szuperpozíciójaként értelmezzük a szerkezet terhelését. 9

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 10

Teljes anyagtérfogatra ható igénybevételek Húzó Nyomó Hajlító Nyíró Csavaró Hajlítás Csavarás Húzás 11

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 (σ ) feszültségről, ha a felület síkjában hat, csúsztató (τ) feszültségről beszélünk. Mértékegysége : [N/mm 2 vagy MPa, azaz MN/m 2 ] 12

A felületre ható igénybevételek Hő Vegyi Elektrokémiai Áramló közeg Koptató Sugárzás Biológiai Szorító erő Kopás Forgatás 13

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. 14

Az igénybevétel időbeli lefolyása Statikus Dinamikus Ismétlődő, fárasztó Az előbbi három kombinációja 15

Az anyag viselkedése terhelés hatására Az anyagok lehetnek: szívósak, képlékenyek és ridegek. 16

Szívós vagy képlékeny anyag a törést jelentős nagyságú maradó alakváltozás előzi meg, ami sok energiát emészt fel. A töretfelület szakadozott, tompa fényű 17

Rideg, nem képlékeny törés A rideg, nem képlékeny törés esetében a törést nagyon kicsi vagy semmi maradó alakváltozás sem előzi meg, és a repedés kialakulása után viszonylag kevés energiát kell befektetni az anyag eltöréséhez. 18

Mechanikai tulajdonságok Statikus igénybevétel Húzó igénybevétellel szembeni ellenállásának meghatározása A szakítóvizsgálat (MSZ EN 10002-1:2001) 19

Szakítóvizsgálattal meghatározható jellemzők 1 Elve: Mechanikus vagy hidraulikus terhelés erőmérő cella álló befogó Próbatest finom útadó Durva útadó (jeltáv) (befogó fej) mozgó befogó v = állandó 20

21

Szakító próbatest arányos próbatest esetén a jeltávolság kör keresztmetszet esetén L Lo = 5 do o = 5,65 S o 22

Szakítópróbatest Lemez próbatest Menetes befogás betonacél 23

24

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 mmben. 25

Lágyacél szakítódiagramja 26

Lágyacél szakítódiagramja A I. a rugalmas alakváltozás szakasza. Az alakváltozás és a feszültség lineáris összefüggésben van. σ = E.ε (Hook törvény ) 27

Lágyacél szakítódiagramja II.a. folyási szakasz. A folyási szakasz az F eh erőnél kezdődik, és azt jelenti, hogy a próbatest valamennyi krisztallitjában megindul a maradó alakváltozás 28

Lágyacél szakítódiagramja II.b. egyenletes alakváltozás szakasza. 29

Lágyacél szakítódiagramja III. kontrakciós szakaszban a próbatest alakváltozása egy meghatározott részre korlátozódik. 30

Hengeres lágyacél szakítása 31

Különböző anyagok szakítódiagramjai 32

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. 33

Rideg törés 34

Gömbgrafitos öntöttvas 35

Különböző anyagok szakítódiagramjai Szívós anyagok d ábrán határozott folyást nem mutató anyagok pl. réz vagy alumínium. Az e lágyacél 36

A szívós anyag viselkedése a kontrakciós szakaszban 37

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. 38

Különböző anyagok szakítódiagramjai Képlékeny fémek g ábra nem keményedő, képlékeny fém pl. ólom (Pb) szakítódiagramja van. A diagramnak szinte csak maradó alakváltozási része van. 39

Műanyagok szakítódiagramja a rideg anyag pl. hőre nem lágyuló műanyagok b.szívós pl. PA c. lágy anyag pl. PE 40

A szakítóvizsgálattal meghatározható anyagjellemzők 41

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. 42

feszültség : alakváltozás,fajlagos nyúlás : F az erő S o az eredeti keresztmetszet L o a jeltávolság eredeti értéke L a megnyúlás Mérnöki rendszer σ F S N mm = 2 o ε = L L o 100 [%] 43

A szakítóvizsgálattal meghatározható anyagjellemzők Szilárdsági anyagjellemzők: 44

Rugalmassági modulusz Young modulusz A rugalmas szakasz meredeksége E= σ/ ε 45

Folyáshatár A maradó alakváltozás kezdetét jelentő feszültség Mértékegysége: N/mm 2 R eh = F S eh o 46

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. 47

Mi a teendő, ha nem jelenik meg egyértelműen a folyáshatár? 48

Mi a teendő, ha nem jelenik meg egyértelműen a folyáshatár? A maradó alakváltozás kezdetét jelentő feszültséget abban az esetben is meg kell tudni határozni, ha nem mutatkozik határozott folyáshatár. Ebben az esetben megállapodás szerinti értékeket határozunk meg. 49

Névleges folyáshatár névleges folyáshatár, azaz a 0,5 % teljes (rugalmas + maradó ) alakváltozáshoz tartozó feszültség Mértékegysége:[N/mm 2 ] R = t 0,5 F t0,5 S o 50

Egyezményes folyáshatár R A terhelt állapotban mért egyezményes folyáshatár : p 0,2 = F p0,2 S o [N/mm 2 ] A terheletlen állapotban mért egyezményes folyáshatár : = Rr0, 2 F S r0, 2 o R p 0,2 = F S p0,2 o 51

52

Szakítószilárdság R m = F S m o A szakítószilárdság a vizsgálat során mért legnagyobb terhelő erő és az eredeti keresztmetszet hányadosa: Mértékegysége: N/mm 2 53

Különböző anyagok szakítószilárdsága 54

A szakítóvizsgálattal meghatározható anyagjellemzők Képlékenységi anyagjellemzők vagy alakváltozási mérőszámok: 55

Képlékenységi jellemzők vagy alakváltozási mérőszámok A próbatest a szakító vizsgálat során megnyúlik, keresztmetszete lecsökken 56

Képlékenységi jellemzők vagy alakváltozási mérőszámok A szabványos alakváltozási mérőszámok, a mérnöki rendszer szerinti nyúlásnak és a keresztmetszet csökkenésnek egy jól definiálható ponthoz, általában a szakadáshoz tartozó értékei. 57

Alakváltozási mérőszámok Szakadási nyúlás vagy nyúlás. Jele: A Mértékegysége: % A = L u L o L o 100 58

Alakváltozási mérőszámok Keresztmetszet csökkenés vagy kontrakció. Jele: Z Mértékegysége: % Z = S o S o S u 100 59

Szabványos mérőszámok MSZ EN 10002-1:2001 Folyáshatár R eh = F S eh o Szakítószilárdság R m = F S m o Nyúlás A = L u L o L o 100 Kontrakció Z = S o S o S u 100 60

A szakítóvizsgálat során kapott eredményeket befolyásolják a próbatest alakja, mérete, felületi minősége a terhelés növelésének sebessége a vizsgálati körülmények pl. a hőmérséklet 61

Korszerű szakítógép 62

Szakítógépek 63