Seminarium VIII wymagane wiadomości

Wymagane wiadomości

1. Odkształcenie sprężyste odkształcenie nazywa się sprężystym, jeżeli po usunięciu obciążenia ciało powraca do kształtu pierwotnego (przed obciążeniem). Mechanizm oddziaływania sprężystego model oddziaływań między atomowych; W modelu rozważamy zależność naprężenia od odkształcenia dla dwu atomów odchylanych od położenia równowago przez siłę zewnętrzną. Działania sił zewnętrznych wywołuje wewnętrzną przeciwnie skierowaną reakcję układu Zakładamy układ izolowany w którym atomy są odchylany od położenia równowagi (ro) na niewielką odległość.


2. Opis stanu odkształceń i naprężeń dla punktu w krysztale i równanie macierzowe – Dla materiałów sztywnych w pierwszym etapie przy rosnących naprężeniach materiały zachowują się sprężyście tj. odkształcają się nietrwale. W pewnym zakresie odkształcenie jest proporcjonalne do naprężenia. Równanie macierzowe dla materiału izotropowego – 3 stałe materiałowe: S11, S12, S44

Stałe sprężystości (Cij) – moduł sprężystości (współczynnik sprężystości) jest to iloraz wartości naprężenia do odkształcenia sprężystego, spowodowanego przez to naprężenie. Jednostka – [MPa].

moduł Younga - współczynnik sprężystości wzdłużnej

moduł Kirchhoffa - współczynnik sprężystości poprzecznej

moduł sprężystości objętościowej - współczynnik sprężystości

stała podatności sprężystej (Sij) – jednostka - [ ]

3. Definicje inżynierskich stałych materiałowych: G (moduł Kirchhoffa) – współczynnik uzależniający odkształcenie postaciowe materiału od naprężenia, jakie w nim występuje. Jednostką modułu Kirchhoffa jest paskal [Pa]. Jest to wielkość określająca sprężystość materiału. E (moduł Younga) – Moduł Younga jest hipotetycznym naprężeniem, które wystąpiłoby przy dwukrotnym wydłużeniu próbki materiału, przy założeniu, że jej przekrój nie ulegnie zmianie (założenie to spełnione jest dla hipotetycznego materiału o współczynniku Poissona υ = 0). Jednostką modułu Younga jest paskal [Pa]. v (liczba Poissona) – jest stosunkiem odkształcenia poprzecznego do odkształcenia podłużnego przy osiowym stanie naprężenia. Współczynnik Poissona jest wielkością bezwymiarową i nie określa sprężystości materiału, a jedynie sposób w jaki się on odkształca. Wzajemna zależność inżynierskich stałych materiałowych – Moduły E, G, K i l określają właściwości sprężyste materiałów. Zależność między stałymi materiałowymi: E=2G(1+ν) Uogulnione prawo Hooke'a – W zakresie małych odkształceń ciała zależności między naprężeniami a odpowiadającymi im odkształceniami są liniowe. Prawo Hooke'a w ogólnym stanie naprężenia materiału izotropowego wyraża się zależnościami między składowymi stanu naprężenia a składowymi stanu odkształcenia. Energia odkształceń sprężystych – Energia równa się polu pod krzywą.


4. Moduł Younga dla materiałów wielofazowych – Model równoległy:

E = V1E1+ V2E2 prawo mieszanin

Model szeregowy:



Wpływ porowatości na wartość modułu Younga materiału (zjawisko koncentracji naprężeń, wzór Rossi'ego) – W rzeczywistych materiałach następuje tzw. koncentracja naprężeń czyli naprężenie wewnątrz materiału jest większe niż przyłożone na zewnątrz. Fazę gazową w materiale można traktować jak fazę o E=0 stąd z prawa mieszanin:

E = Eo(1-Vp)

gdzie:

Vp udział objętościowy porów

Eomoduł Younga materiału gęstego

dla porów eliptycznych wzór Rossi’ego:

5. Definicja odkształcenia plastycznego – odkształcenie, które nie ustępuje po usunięciu naprężenia, które je wywołało. Wyraźna granica plastyczności to naprężenie po osiągnięciu, którego występuje wyraźny wzrost wydłużenia rozciąganej próbki. Systemy poślizgu – niskie granice plastyczności są możliwe dzięki występowaniu mechanizmom poślizgu dyslokacji. Niskie granice plastyczności są możliwe gdyż w czasie odkształcenia trwałego następuje zerwanie pojedynczych wiązań. Materiały zawierających wysokie stężenia dyslokacji, w których ruch dyslokacji jest możliwy oraz występują dodatkowe źródła dyslokacji tj. w metalach posiadają właściwości plastyczne (ruchy po dyslokacjach krawędziowych i śrubowych). Poślizg w strukturach krystalograficznych zachodzi wzdłuż uprzywilejowanych płaszczyzn i określonych kierunków charakteryzujących się największą gęstością upakowania. Kombinacja płaszczyzny i kierunku tworzy tzw. system poślizgu. Materiały uważa się za plastyczne jeżeli posiadają więcej niż 5 niezależnych systemów poślizgu. Procesy zwiększające ilość dyslokacji w krysztale (źródło Franka-Reada) – Pętla dyslokacji przesuwa się pod wpływem naprężeń. Czasami jednak linia dyslokacji może zostać zablokowana w dwóch punktach, np. na cząsteczkach wydzieleń drugiej fazy. Kolejne etapy wyginania zablokowanej dyslokacji prowadzą w końcu do zamkniętej pętli, która dalej się rozszerza. W międzyczasie powstaje nowy zablokowany odcinek linii dyslokacji, który także zaczyna się wyginać itd. Powstaje w ten sposób źródło emitujące kolejne dyslokacje, nazywane źródłem Franka-Reada. Źródło Franka-Reada jest podstawowym mechanizmem rozmnażania się dyslokacji podczas deformacji plastycznej.

6. Wpływ stanu naprężeń na stężenie defektów punktowych – W podwyższonych temperaturach możliwe jest wystąpienie odkształceń plastycznych także materiałów kruchych np. ceramicznych = nadplastyczność. W temperaturach pokojowych właściwości plastyczne wykazują jedynie metale. Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta ruchliwość defektów punktowych a wraz z nimi możliwość ruchów dyfuzyjnych dyslokacji. Pełzanie Nabarro-Herringa, pełzanie Cobla – W praktyce pełzanie Nabarro-Herringa i Coble’a występuje równolegle i niezależnie i dlatego szybkość odkształcania jest sumą wyrażeń dla obu mechanizmów:

Wspinanie się i zstępowanie dyslokacji granic ziarnowych może powodować wzajemny poślizg ziaren po granicach i w związku z tym odkształcanie się materiału. Szybkość odkształcania się materiału w wyniku wspinania się i zstępowania dyslokacji jest proporcjonalna do gęstości strumienia wakansu dyfundujących między ich źródłami i upływami. Jeśli strumień ten płynie przez objętość ziaren, to wtedy towarzyszące temu odkształcenie zwane jest pełzaniem Nabarro-Herringa, a jeśli po granicach ziaren, to jest to pełzanie Coble’a. Warunkiem zaistnienia pełzania Nabarro- Herringa oraz Coble’a jest to aby szybkość emisji i absorpcji wakansów była duża w porównaniu z szybkością dyfuzji między ich źródłami a upływami i wtedy to ta ostatnia kontroluje szybkość odkształcania. Jeśli jednak struktura ziaren jest doskonała i granice ziaren charakteryzują się małą gęstością dyslokacji, to wówczas szybkość emisji i absorpcji wakansu decyduje o szybkości odkształcania. Wpływ mikrostruktury materiału na mechanizm pełzania –



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Seminarium VIII wymagane wiadomości
Seminarium VIII wymagane wiadomości
Seminarium XII Wymagane wiadomości
Seminarium XI wymagane wiadomości
Seminarium VI wymagane wiadomości
Seminarium VII wymagane wiadomości
OIM-tematy seminariów oraz wymagane wiadomości, PIELĘGNIARSTWO ROK 3 LICENCJAT
Seminarium XIII wymagane wiadomości
Seminarium XII Wymagane wiadomości
Seminarium XII wymagane wiadomości
Seminarium III wymagane wiadomości
Seminarium IV wymagane wiadomości
Seminarium XI wymagane wiadomości
Seminarium XIII wymagane wiadomości
Seminarium IV wymagane wiadomości
Seminarium XI wymagane wiadomości
Seminarium III wymagane wiadomości
Seminarium VI wymagane wiadomości
Seminarium XII wymagane wiadomości

więcej podobnych podstron