الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 68000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۵
کد مقاله
MEC05
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
خصیصه‌های مکانیکی و عملکرد مواد
نام انگلیسی
MECHANICAL PROPERTIES AND PERFORMANCE OF MATERIALS
تعداد صفحه به فارسی
۵۶
تعداد صفحه به انگلیسی
۲۹
کلمات کلیدی به فارسی
خصیصه‌های مکانیکی ، عملکرد مواد
کلمات کلیدی به انگلیسی
MECHANICAL PROPERTIES , PERFORMANCE OF MATERIALS
مرجع به فارسی
مرجع به انگلیسی
کشور
خصیصه‌های مکانیکی و عملکرد مواد
نمونه‌های مواد مهندسی در معرض تستهای مکانیکی گسترده‌ای قرار می‌گیرند تا آنکه قدرت، ثابتهای ارتجاعی و دیگر خصیصه‌های مواد بهمراه عملکرد آنها تحت شرایط کاربری مختلف و محیط‌های گوناگون مشخص و اندازه‌گیری شود. نتایج چنین آزمایشاتی برای مقاصد زیر مورد استفاده قرار می‌گیرند: ۱) طراحی مهندسی (بطور مثال، تئوریهای شکست بر اساس قدرت و استحکام و ۲) کنترل کیفیت چه از طریق تولید کننده مواد به منظور کنترل فرآیند تولید و چه بوسیله کاربران نهایی برای اطمینان از مشخصات عرضه شده مواد.
از آنجائیکه نیاز به مقایسه خصیصه‌های اندازه‌گیری شده و عملکرد آنها بر مبنای معمول آن می‌باشد، کاربران و تولید کنندگان مواد، از روشهای تست استاندارد شده نظیر روش ارتقا یافته بوسیله جامعه تست مواد آمریکا (ASTM) یا سازمان بین المللی استانداردهای جهانی (ISO) استفاده می‌کنند. این دو موسسه تشکیل دهنده بخشی از سازمانهای بسیاری زیادی می‌باشند که در زمینه وضع استانداردهای مطلوب در جهان فعالیت می‌نمایند. این استانداردها روشهایی که بر اساس آنها نمونه‌ها آماده و تست می‌شوند را بیان داشته و همچنین چگونگی آنالیز و گزارش نتایج تست را نیز عرضه می‌دارند. استانداردهایی نیز وجود دارند که تعریف کننده اسلوبها، روشهای نامگذاری، طرحهای دسته‌بندی و طبقه‌بندی نمونه‌ها می‌باشند.
بخشهای زیر شامل اطلاعاتی در خصوص تستهای مکانیکی، بطور کل، و تستهای کشش، سختی، پیچیدگی و ضربه، بطور خاص، می‌باشند.
خصیصه‌های مکانیکی و عملکرد مواد
تست مکانیکی
تستهای مکانیکی (برخلاف تستهای فیزیکی، الکتریکی و دیگر انواع تست) معمولا تغییرشکل یا شکستگی نمونه‌های مواد (که بنام گونههای تست یا قطعات تست نیز خوانده می‌شود) را در بر دارد. برخی از فرمهای معمولی گونههای تست و موقعیتهای بارگیری آنها در شکل ۱/۵ نشان داده شده است. توجه داشته باشید که گونههای تست چیزی بیشتر از اجزای مهندسی خاص بشمار نیامده که بر روی آنها حالت شناخته شده تنش یا کرنش بکار گرفته شده و از واکنش مکانیکی حاصله خصیصه‌های مواد بدست می‌آید. بطور مثال مقاومت چیزی بیش از یک تنش، «که در آن چیزی روی می‌دهد»، نمی‌باشد. تنشی که شروع آن وجود حالت غیرخطی در واکنش تنشی- کرنشی بازده مقاومت، حداکثر تنش بکار رفته جهت مقاومت کششی نهایی یا تنشی که در آن نمونه‌ها بواسطه نیروی شکستگی خرد می‌شوند می‌باشد.
خصیصه‌های مکانیکی و عملکرد مواد
آزمایش کشش
آزمایش کشش معمولاً برای تعیین خواص استاتیکی (در واقع شبه استاتیکی) مواد، استفاده می‌شود. نتایج مربوط به آزمایش‌‌های کشش به صورت فهرست بندی شده در کتابهای مرجع موجودند و از طریق استفاده از تئوریهای شکست ( تخریب ) می‌توان از این اعداد استفاده کرد. از نظر تئوری، این آزمایش بدلیل سادگی اجرای آن و به دلیل اینکه از شرایط بارگذاری تک محوری این تست، تنش به صورت یکنواختی بر سطح مقطع نمونه وارد می‌شود، آزمایش بسیار مناسبی است. در حقیقت بدست آوردن نیروی کششی مستقیم، کار دشواری است ( به دلیل عدم تنظیم مناسب گرِه‌‌های نمونه و وجود برخی نیروهای خنثی ).
خصیصه‌های مکانیکی و عملکرد مواد
سختی
در حوزه مباحث مهندسی، سختی تحت عنوان مقاومت مواد در برابر نفوذ تعریف می‌شود. روشهایی که مربوط به شناسائی و تعیین سختی مواد هستند، به سه گروه اولیه دسته بندی می‌شوند :
تستهای خراشیدن
تستهای ارتجاعی ( برگشت پذیری )
تستهای بریدگی ( دندانه گذاری )
معمولاً در تستهای خراش فلزات، به صورت مستمر خراش هائی بر روی مواد سخت ایجاد می‌شود. در علم کانی شناسی ( معدن شناسی )، مقیاس سختی موهس (Mohs) همانگونه که در شکل ۵-۵ نشان داده می‌شود، مورد استفاده قرار می‌گیرد. الماس که سخت ترین ماده است دارای مقدار ۱۰ از این مقیاس می‌باشد. به ترتیب برای دیگر مواد. این مقدار روند نزولی و کاهشی دارد تا به عدد ۱، برای مواد معدنی نرم نظیر تالک (talc) می‌رسد. اعشار دهم نظیر ۷/۹ برای کربید تنگستن، برای مواد واسطه ای مورد استفاده قرار می‌گیرد که مقادیرشان بین دو مقدار استاندارد قرار می‌گیرد. در مقیاس Mohs، ترتیب قرارگیری مواد توسط آزمایش ساده خراش دستی، تعیین می‌شود.
در تستهای بریدگی فلزات، یک اثر یا نقشی به دائمی‌بر سطح مواد ایجاد می‌شود. مقدار نیرو و اندازه ابعاد این نقش وابسته به مقدار سختی ماده بوده و یا می‌تواند به صورت فیزیکی وابسته به مقدار مقاومت مواد در برابر نفوذ دائمی‌و ماندگار باشد. به دلیل اینکه میزان سختی تابعی از نیرو و اندازه اثر ( نقش ) می‌باشد، فشار و بنابراین تنش استفاده شده برای ایجاد اثر بر روی سطح نمونه می‌تواند وابسته به استحکام نهائی مواد باشد. روشهای متفاوت و مختلفی طی سالیان متمادی برای اندازه گیری سختی مواد وجود داشته است.
خصیصه‌های مکانیکی و عملکرد مواد
تست تعیین سختی ویکرز ( سختی هرم الماس )
در این تست، روشهای کلی تست برینل (Brinell) به صورت مشابه تکرار می‌شود. گرچه در این روش از هرم چهارگوش الماس به جای گلوله برای ایجاد تشابه هندسی و صرفنظر از اعمال بار استفاده می‌شود.
زاویه میان وجوه هرم است که مطابق با آن نسبت در تست Brintell، ۲۵/۰ است. بریدگی ایجاد شده در این روش دارای عمق h برابر با ۷/۱ از مقدار بریدگی و مقدار l بر روی الماس اندازه گیری می‌شود. سختی Vickers با تقسیم نیروی کاربردی بر مساحت ناحیه بریده شده به دست می‌آید :
خصیصه‌های مکانیکی و عملکرد مواد
تست سختی راک ول ( Rockwell)
تست سختی راک ول آزمایشی است که در آمریکا از مقبولیت بالایی برخوردار است. در این تست، عمق نفوذ اندازه گیری می‌شود و سختی بصورت عکس عمق نفوذ تعریف می‌شود. یک روش دو مرحله‌ای، همچنانکه در شکل ۸-۵ نشان داده شده است مورد استفاد قرار می‌گیرد. اولین مرحله تنظیم و تثبیت و سیر برش بر روی ماده و دومین مرحله، تست بریدگی اصلی است. یک الماس مخروطی و یا برش دهنده ای گوی شکل برای ایجاد عمق بریدگی استفاده می‌شود و معکوس عمق شیار ایجاد شده به صورت مستقیم بر روی ماشین قابل دریافت است. واحد عدد سختی گزارش شده اختیاری است، اما مقیاس Rockwell که نیروی بریدگی و معکوس عمق شیار ایجاد شده به صورت مستقیم بر روی روی ماشین قابل دریافت است.
خصیصه‌های مکانیکی و عملکرد مواد
همبستگیها و تبادلات الاستیک / پلاستیک
تغییر شکل‌‌هایی که توسط ابزار برش در تست تعیین سختی ایجاد می‌شوند می‌توانند با پارامترهای استحکام کشش نهایی و بار اعمالی در تست کشش، وابسته باشند. هرچند تفاوت‌‌های مهمی‌بین این دو موضوع وجود دارد همچون وجود تنش سه بعدی زیر برش ابزار ( شکل ۹-۵ را ببینید ).
با این وجود، روابط متعددی را می‌توان میان خواص کششی و سختی جسم، اثبات کرد. بعنوان مثال : فشار الاستیک تحت ابزار برش به مقدار محدود ۳ می‌رسد و استحکام نهائی می‌تواند از طریق رابطه زیر با فشار اعمالی از سوی نوک ابزار برش وابسته شود :
خصیصه‌های مکانیکی و عملکرد مواد
پیچش (Torsion)
تست پیچش یکی دیگر از تستهای بنیادی برای بدست آوردن رابطه تنش – کرنش فلزات است. به دلیل اینکه تنش و کرنش برشی مستقیماً از تست پیچش بدست می‌آیند، نسبت تنش و کرنش کششی در تست کشش، متخصصان تست پیچش را به تست کشش ( تنش ) ترجیح می‌دهند. به دلیل اینکه اغلب تغییر فرمی‌که در مواد نرم روی می‌دهد به دلیل ایجاد نیروی برنتی است، به نظر می‌رسد که تست پیچش از دو جهت پایه ای و بنیادی است.
یکبار که منحنی تنش – کرنش بدست آمد، خواص مهندسی هم به راحتی محاسبه می‌شوند. تعداد کمی‌از کمیت‌‌های مهم و گسترده بحث خواهند شد. همچون تست کنش ( تنش )، استحکام‌‌های تسلیم برای تنش برشی، همچون حد نسبی و یا استحکام تسلیم مبدأ، بدست می‌آیند. مدول پارگی مساحت کل ناحیه زیر منحنی -{ד در r=R است و بیانگر انرژی کل جذب شده توسط ماده در حین برش است.
خصیصه‌های مکانیکی و عملکرد مواد
ضربه
خواص استاتیکی مواد و رفتار مکانیکی وابسته به این خواص، تابع فاکتورهای زیادی همچون فرآیند حرارتی است. همچنین از جمله فاکتورهای طراحی می‌توان به تمرکز تنش اشاره کرد.
همچنین رفتار مواد وابسته به نرخ بارگذاری بر روی آنها می‌باشد. مواد پلیمری و فلزاتی که دارای رفتارهای تأخیری می‌باشند، بسیار به نرخ بارگذاری حساس می‌باشند.
بعنوان مثال استحکام تسلیم فولاد کم کربن با افزایش سرعت کرنش، افزایش پیدا می‌کند. علاوه براین کار سختی در نرخ بالای کرنش روی می‌دهد. با روی دادن این پدیده ها، گردنی شدن کاهش پیدا می‌کند و همین امر باعث افزایش خاصیت نرمی‌ماده می‌شود. کاربرد عملی این تأثیرات در ساخت اجزائی با روش هائی است که توأم با نرخ بالای کرنش است. نظیر (explosive forming).
در تعریف سختی، ملاک هائی برای تعریف دمای انتقال معرفی شده است، این مواد به شرح زیر است :
سطح انرژی بحرانی
مقیاسی از نرمی‌مواد (ductility) همچون انقباض جانبی نمونه بعد از شکست.
ظاهر سطح شکست – سطح شکست ترد ( شکننده ) دارای ظاهر کریستالی است، در قسمتی از نمونه که شکست به شیوه مواد نرم رخ داده است دارای ظاهر لیفی ( رشته ای ) است.
هر کدام از این ملاک ها ( مقیاس ها ) قابل استفاده است. شاید بهترین ملاک (مقیاس) برای فلز خاص تعریف دمای انتقال در دمائی است که کمترین مقدار انرژی برای شکست مورد نیاز است.
خصیصه‌های مکانیکی و عملکرد مواد
روابط پلاستیسیته
پلاستیسیته می‌تواند به صورت تغییر شکل غیرقابل برگشت تحت اعمال نیرو تعریف شود به صورتی که قانون هوک ( رابطه خطی میان تنش – کرنش ) قابل کاربرد نیست. از منحنی‌‌های زیر تنش‌‌های حقیقی دو برابر کرنش‌‌های حقیقی رسم شده اند که تغییر شکل پلاستیک را بازگو می‌کنند. همانگونه که در شکل ۱۹-۵ نشان داده شده است، تعریب‌‌های ساده متعددی برای بیان تغییرشکل پلاستیک به صورت ریاضی وجود دارد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
