1. Charakterystyka podstawowych grup materiałów konstrukcyjnych

Materiałami w pojęciu technicznym nazywane są ciała stałe o własnościach umożliwiających ich stosowanie przez człowieka do wytwarzania produktow. Najogolniej wśrod materiałow o znaczeniu technicznym można wyrożnić:

• materiały naturalne, wymagające jedynie nadania kształtu, do technicznego zastosowania. Przykładami materiałow naturalnych są:

• drewno,

• niektore kamienie,

• skały,

• minerały

• materiały inżynierskie, nie występujące w naturze lecz wymagające zastosowania złożonych procesow wytworczych do ich przystosowania do potrzeb technicznych po wykorzystaniu surowcow dostępnych w naturze. Do podstawowych grup materiałow inżynierskich tradycyjnie są zaliczane:

• metale i ich stopy,

• polimery,

• materiały ceramiczne,

• materiały kompozytowe tworzone przez połączenie dowolnych dwoch z wymienionych materiałow inżynierskich w monolityczną całość, co zapewnia uzyskanie innych własności od właściwych dla każdego z materiałow składowych (rys.1)

Podstawą podanej klasyfikacji jest istota wiązań między atomami tworzącymi dany materiał, utrzymujących je w skoordynowanych przestrzennie układach i determinujących podstawowe

własności materiału.

METALE

Metale charakteryzują się wiązaniem metalicznym. Układy wieloskładnikowe złożone z więcej niż jednego pierwiastka, charakteryzujące się przewagą wiązania metalicznego tworzą stopy metali. Składy stopów metali są zawarte w szerokich granicach bez obowiązywania zasad stechiometrii.

Metale i ich stopy cechują następujące własności:

• dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne,

• dodatni temperaturowy wspołczynnik rezystywności (opor elektryczny zwiększa się z podwyższeniem temperatury),

• połysk metaliczny, polegający na odbijaniu promieni świetlnych od wypolerowanych powierzchni,

• plastyczność, czyli zdolność do trwałych odkształceń pod wpływem przyłożonych naprężeń.

Metale otrzymuje się z rud, będących najczęściej tlenkami. Procesy metalurgiczne polegają zwykle na redukcji, prowadzącej do ekstrakcji metalu z rudy oraz na rafinacji, usuwającej z metalu pozostałe zanieczyszczenia. Elementy metalowe zwykle wykonywane są metodami odlewniczymi, przeróbki plastycznej lub obróbki skrawaniem, a często także metalurgii proszków. Własności metali i stopów są kształtowane metodami obróbki cieplnej, a powierzchnia elementów metalowych często jest uszlachetniana metodami inżynierii powierzchni, zwiększającymi m.in. odporność na korozję lub odporność na zużycie.

Najczęściej użytkowanymi spośrod materiałow metalowych są stale, czyli stopy żelaza z węglem i innymi pierwiastkami, a także stopy odlewnicze żelaza tzn. Staliwa i żeliwa. Liczną grupę stosowanych materiałow metalowych stanowią rownież metale nieżelazne i ich stopy.

POLIMERY

Polimery, nazywane także tworzywami sztucznymi lub plastikami, są materiałami organicznymi, złożonymi ze związków węgla. Polimery są tworzone przez węgiel, wodór i inne pierwiastki niemetaliczne. Polimery są makrocząsteczkami i powstają w wyniku połączenia wiązaniami kowalencyjnymi w łańcuchy wielu grup atomów zwanych monomerami jednego lub kilku rodzajów. W skład polimerów wchodzą również dodatki barwników lub pigmentów, katalizatorów, napełniaczy, zmiękczaczy(plastyfikatorów), antyutleniaczy i innych.

PODSTAWOWE WŁASNOŚCI POLIMERÓW

Polimery charakteryzują się:

• małą gęstością,

• izolacyjnymi własnościami cieplnymi i elektrycznymi (z wyjątkiem przewodzących prąd elektryczny)

• słabo odbijają światło i zwykle są przezroczyste.

Wiele z polimerów jest giętkich i odkształcalnych, lecz nie nadają się do pracy w podwyższonej temperaturze.

PODSTAWOWE GRUPY POLIMERÓW

Ze względu na własności użytkowe polimery dzielą się na

• plastomery - plastomerami są polimery charakteryzujące się wydłużeniem przy rozerwaniu zwykle nieprzekraczającym 200%, chociaż polietylen lub polipropylen wykazujące maksymalne wydłużenie kilkaset procent też są zaliczane do tej grupy polimerów. Plastomery dzielą się na polimery termoplastyczne (termoplasty) i polimery utwardzalne (duroplasty).

• Elastomery - Elastomerami są polimery cechujące się skłonnością do dużych odkształceń sprężystych, a po poddaniu dużemu odkształceniu w temperaturze pokojowej i po odciążeniu powracają do pierwotnej postaci lub bardzo do niej zbliżonej.

PROCESY TECHNOLOGICZNE POLIMERÓW

Zwykle surowcem do wytwarzania polimerów jest ropa naftowa. W takim przypadku łączenie monomerów w makrocząstki następuje podczas polireakcji, tj. polimeryzacji, kopolimeryzacji, polikondensacji lub poliaddycji.

MATERIAŁY CERAMICZNE

Ceramikę stanowią materiały nieorganiczne o jonowych i kowalencyjnych wiązaniach międzyatomowych, wytwarzane zwykle w wysokotemperaturowych procesach związanych z przebiegiem nieodwracalnych reakcji, chociaż do tej grupy materiałow zaliczane są rownież szkła oraz beton i cement, pomimo że przy ich wytwarzaniu zachodzą nie wszystkie z tych procesow. Najogólniej do szeroko rozumianych materiałów ceramicznych można zaliczyć:

• ceramikę inżynierską,

• cermetale,

• ceramikę porowatą,

• szkła,

• ceramikę szklaną.

MATERIAŁY KOMPOZYTOWE

Materiały kompozytowe są połączeniami dwoch lub więcej odrębnych i nierozpuszczających

się w sobie faz, z ktorych każda odpowiada innemu podstawowemu materiałowi inżynierskiemu, zapewniającymi lepszy zespoł własności i cech strukturalnych, od właściwych dla każdego z materiałow składowych oddzielnie. Materiały kompozytowe, dzielą się ze względu na osnowę metalową, polimerową lub ceramiczną. Znajdują wspołcześnie zastosowanie między innymi w sprzęcie kosmicznym, samolotach, samochodach, łodziach, jachtach, szybowcach i sprzęcie sportowym. Faza powodująca wzmocnienie kompozytow, nazywana także zbrojeniem, może być wprowadzona w postaci drobnych cząstek, niekiedy dyspersyjnych,krótkich włókien lub płatków, a także włókien ciągłych.

2. Kryteria doboru materiałów na elementy konstrukcyjne maszyn

Mnogość dostępnych obecnie materiałów stwarza konieczność ich poprawnego doboru na elementy konstrukcyjne lub funkcjonalne, narzędzia i ewentualnie inne produkty lub ich elementy. Doboru tego należy dokonywać na podstawie wielokryterialnej optymalizacji, w tym także opierając się na własnościach podanych w poniższej tabeli.

Tabela 1. Własności materiałów stosowane jako kryteria ich doboru

3. Technologie zwiększające odporność na zużycie ścierne i korozyjne elementów maszyn

• krzemowanie,

• siarkoaztowowanie,

• chromowanie,

• tytanowanie

4. Metody komputerowe w mechanice i budowie maszyn

Metody komputerowe w mechanice i budowie maszyn

• komputerowe wspomaganie projektowania w postaci programów typu cad/cam, catia, inventor

• programy mes metody elementów skończonych które pozwalały na wizualizacje naprężeń w konstrukcji

• systemy komputerowego wspomagania doboru materiałów CAMS (computer aided materials selection).

5. Materiały narzędziowe stosowane w obróbce skrawaniem

Narzędzie skrawające decydująco wpływa na jakość obrabianego przedmiotu, jego dokładność i cechy użytkowe, a także w dużym stopniu na wydajność obróbki i jej koszt.

Ze względu na charakter pracy, jak i różnorodność mechanizmów zużycia, którym podlegają ostrza narzędzi skrawających, jakość materiałów narzędziowych powinna spełniać odpowiednie wymagania. W celu ich spełnienia, powinny one charakteryzować się następującymi właściwościami:

• Dużą twardością, zdecydowanie większą od twardości materiału obrabianego;

• Dużą wytrzymałością na ściskanie , rozciąganie, skręcanie i zginanie;

• Dużą odpornością na zużycie ( ścierne, adhezyjne, dyfuzyjne i chemiczne;

• Dużą udarowością;

• Dużą odpornością na zmęczenie mechaniczne i cieplne;

• Znaczną odprnością na zmianę zdolności skrawnych w podwyższonej temperaturze;

• Dobrą przewodnością cieplną i dużym ciepłem właściwym;

• Stabilnością krawędzi skrawających;

• Dużą ciągliwością.

• STALE SZYBKOTNĄCE - dzięki swym korzystnym właściwościom spełniają w obróbce skrawaniem ciągle jeszcze ważną rolę. Ze względu na korzystną cenę, dobrą obrabialność i dużą ciągliwość stale szybkotnące są stosowane do wyrobu takich narzędzi, jak wiertła, rozwiertaki, gwintowniki, frezy, przeciągacze i inne. Narzędzia te można stosować w przypadku, gdy jest wymagana obróbka ze stosunkowo małymi prędkościami skrawania lub wtedy, gdy inne materiały narzędziowe - ze względu na ich małą ciągliwość - nie mogą być wykorzystywane.

W przeciwieństwie do dobrej ciągliwości stali szybkotnących ich wadą jest względnie mała odporność na zużycie ścierne ( w porównaniu np. z węglikami spiekanymi lub ceramiką narzędziową) oraz pogorszenie się zdolności skrawnych w podwyższonych temperaturach skrawania;

• WĘGLIKI SPIEKANE - należą do najważniejszej grupy materiałów narzędziowych. W skład węglików spiekanych wchodzą wybrane węgliki metali wysokotopliwych ( o udziale objętościowym 65-98%) i metal wiążący. Towrzywa te mają tzw. „twardość naturalną” dlatego nie są poddawane obróbce cieplnej. Właściwości fizykochemiczne węglików spiekanych są zależne przede wszystkim od składu chemicznego i fazowego, kształtu i wielkości węglików oraz ich udziału objętościowego w strukturze. Podstawowym surowcem do wytwarzania tych materiałów jest proszek węglików.

Biorąc pod uwagę skład chemiczny węglików spiekanych dzieli się je na następujące grupy:

- węgliki spiekane WC + Co

- węgliki spiekane WC + (Ti, Ta, Nb) C + Co

Węgliki spiekane typu WC + Co przy małym stężeniu kobaltu, charakteryzuje się dużą odpornością na ścieranie przy jednocześnie dużej wrażliwości na uderzenia. Ponadto krawędzie skrawające płytek ulegają często wykruszeniu wskutek zmęczenia. Dlatego też do obróbki stali z dużymi prędkościami skrawania i przy odpowiednio wysokich temperaturach skrawania są stosowane węgliki spiekane z dodatkiem węglika TiC. Węglik TiC wykazuje większą od węglika WC odporność na ścieranie w wysokiej temperaturze oraz wielkokrotnie mniejszą skłonnościa do zgrzewania się z materiałem obrabianym. Dodoatek TiC powoduje wzrost twardości przy jednoczesnym zmiejszeniu wytrzymałości, w tym głównie na ściskanie. Nowe gatunki węglików spiekanych zawierają oprócz WC i TiC węgliki TaC oraz niewielką zawartość NbC. Ich obecność sprzyja polepszeniu twardości i wytrzymałości na zginanie w wysokiej temperaturze skrawania. Ponadto zmniejszają one skłonność do erozji materiału ostrza, spowodowanej przywieraniem wiórów. Znajdują one zastosowanie do obróbki stali, ponieważ występują tu często temp. Przekraczające 1270K.

• CERMETALE - charakteryzują się :

- małą gęstością;

- dużą twardością i odpornością na zużycie;

- wystarczająco dużą odpornością na ściskanie;

- dużą stabilnością krawędzi skrawających;

- małą skłonnością so sczepiania się ze spływającym po powierzchni natarcia wiórem;

- dużą odpornością chemiczną;

- dobrą jakością powierzchni obrobionych części.

Do wad tych materiałów należy przede wszystkim ograniczona wrażliwość na szoki termiczne;

• CERAMIKA NARZĘDZIOWA

• DIAMENT

• REGULARNY AZOTEK BORU

6. Metalurgia, definicja, podział procesów metalurgicznych

Metalurgia - nauka o metalach, obejmująca m.in. obróbkę plastyczną, odlewnictwo, metaloznawstwo i metalurgię ekstrakcyjną. Przedmiotem badań metalurgii jest obróbka rud metali aż do produktu końcowego (np. kabel miedziany, drzwi samochodowe, profile aluminiowe). W języku potocznym utożsamiana jest często z hutnictwem, przy czym hutnictwo zajmuje się wyłącznie metalurgią ekstrakcyjną. Obecnie procesy ekstrakcji metali stanowią niewielki odsetek przedmiotów badań metalurgii, która skupia się głównie na przetwórstwie metali, czyli wytwarzaniu przedmiotów użytkowych.

Podział Metalurgi

Pirometalurgia- dział metalurgi obejmujący procesy w wysokich temperaturach

Zastosowania- przy rafinacji (oczyszczaniu metali), wytwarzaniu

Aglomeracja- spiekanie małych rud z dodatkiem koncentratów płynów i zagęszczaczy

aglomerowanie- wytwór wykorzystujący świeżenie czy procesy utleniania zanieczyszczeń

Aglomerat _ to gotowy produkt

Metal można wydzielić przez :

• redukcja wodorem lub mniej szlachetnym metalem

• elektroliza prze zastosowaniu nie rospuszczalnych elektrod tzw. hydroelektrometalurgia stosowane przy otrzymywaniu cynku lub miedzi

Elektrometalurgia- to otrzymywanie melali i stopów lub ich rafinacja w piecach elektrycznych łukowych indukcyjnych ( do wytapiania stali gównie stopowych żelazostopów metali nie zelazowych

Hydrometalurgia - dział nauki zajmujący się wytwarzania metali i ich rud wraz z rafinacją przy wydzialaniu w wodnych roztworach soli otrzymywany w procesach ługowania rud

7. Mechanizmy zużycia i dekohezji elementów maszyn.

W celu uwzględnienia złożonych czynników strukturalnych, wywołanych warunkami eksploatacyjnymi, w projektowaniu materiałowym, ze względu na własności powierzchni, w dalszej części przedstawiono:

• zużycie trybologiczne - jest rodzajem zużycia spowodowanego procesami tarcia, w którym następuje zmiana masy oraz struktury i fizycznych własności warstw wierzchnich obszarów styków. Intensywność zużycia trybologicznego zależy od odporności obszarów tarcia warstw wierzchnich oraz od rodzaju oddziaływania. Zużycie trybologiczne jako efekt tarcia obejmuje bowiem fizyczne, chemiczne i mechaniczne oddziaływania między warstwami wierzchnimiruchomych elementów maszyn oraz innych elementów ruchomych

• zużycie nietrybologiczne.

Procesy zużycia trybologicznego, które zwykle są częstą, chociaż pośrednią przyczyną niesprawności i niezdatności maszyn i urządzeń, związane ze zużyciem mechanicznym można podzielić na:

• zużycie ścierne,

• zużycie przez abrazję;

• zużycie zmęczeniowe,

• zużycie ścierno-adhezyjne,

• zużycie adhezyjne,

• zużycie z udziałem utleniania,

• zużycie wodorowe.

Do podstawowych rodzajów zucycia nietrybologicznego zaliczana jest:

• korozja,

• zużycie erozyjne,

• ablacja,

• zużycie kawitacyjne,

• zużycie dyfuzyjne,

• zużycie cieplne

• zużycie odkształceniowe.

Zużycie ścierne ma miejsce, gdy w obszarach tarcia współpracujących elementów występują utwierdzone albo luźne cząstki ścierniwa, lub wystające nierówności twardego materiału. Zużycie ścierne może następować przez:

• ziarna umocowane we współpracujących powierzchniach,

• luźne pojedyncze ziarna ścierne, w tym także powstające w obszarze tarcia w wyniku utleniania produktów zużycia,

• warstwą ścierną wystpującą między współpracującymi powierzchniami,

• strumień ścierny, tj. strumień płynu, w którym są zawieszone cząstki ścierniwa,

• ścieranie w środowisku ściernym, gdy styk ziarna ze ścieraną powierzchnią następuje pod

działaniem sił wykonujących prace ścierania i zgniatania materiału ścierniwa.

Zużycie przez abrazję jest związane zarówno z twardością elementu ścieranego jak i ścierniwa. Abrazja jest czysto mechanicznym oddziaływaniem i nie zależy od współczynnika

tarcia. Najczęściej zużycie abrazyjne występuje w przypadku, gdy element metalowy jest

ścierany przez luźne suche lub zwilżone cząsteczki mineralne o znacznie większej twardości

od ścieranego elementu (tarcie suche, półsuche lub półpłynne). Wobec tego ścieranie abrazyjne jest, obok zmęczenia powierzchniowego, główną przyczyną powierzchniowego

zużywania się metalowych elementów konstrukcyjnych. Można wyróżnić zużycie abrazyjne naskutek bruzdowania, omywania erozyjnego, mielenia, mikroskrawania, piaskowania (śrutowania).

Zużycie zmęczeniowe może być:

• powierzchniowe, charakteryzujące się miejscowymi ubytkami warstwy wierzchniej materiału spowodowanymi obciążeniami kontaktowymi,

• objętościowe, związane z tworzeniem się pęknięć zmęczeniowych w wyniku wielokrotnych makroskopowych odkształceń sprężystych oraz wielokrotnych odkształceń sprężysto- plastycznych lub plastycznych spowodowanych przez tarcie i wywołujących powierzchniowe pęknięcia zmęczeniowe,

• zużycie przez łuszczenie (spalling) -polega na odpadaniu od podłoża cząstek materiału,utworzonych w wyniku rozprzestrzeniania się mikropęknięć zainicjowanych wewnątrz warstwy wierzchniej skojarzonych elementów tarciowych, wskutek cyklicznego oddziaływania naprężeń kontaktowych i dochodzenia tych mikropęknięć do powierzchni przez narastanie naprężeń.

• zużycie gruzełkowe (pitting) - występuje w obecności oleju i w warstwach wierzchnich skojarzonych elementów tarciowych wskutek cyklicznego oddziaływania naprężeń kontaktowych. Zużycie zmęczeniowe przez wykruszenie występuje zazwyczaj na bieżnikach łożysk tocznych, powierzchniach zespołów kół przekładni zębatych i elementach mechanizmów krzywkowych.

Frettingiem jest zużycie związane ze zjawiskami mechanicznymi, cieplnymi, chemicznymi i elektrycznymi zachodzącymi w obszarze kontaktu skojarzonych elementów tarciowych, przemieszczających się w wyniku drgań lub pulsacji obciążeń wzajemnie względem siebie o kilkadziesiąt do kilkuset μm, przy ruchu postępowo- lub obrotowo-zwrotnym.

Rodzajem zużycia ścierno-adhezyjnego jest scuffing czyli zacieranie, które polega na sczepianiu się i następnym rozrywaniu połączeń wierzchołków nierówności w mikroobszarach styku, bez śladów nadtapiania powierzchni. Jest wynikiem zachwiania równowagi termicznej i mechanicznej w wyniku przerwania warstwy olejowej, polegające na zaczepianiu nierówności powierzchni i podwyższeniem temperatury w warunkach, gdy warstwa olejowa istnieje,lecz jest zbyt cienka w stosunku do wysokości nierówności i może być określane jako lekkie, umiarkowane i intensywne.

Zużycie adhezyjne polega na lokalnym sczepianiu metalicznym (adhezji) powierzchni trących w mikroobszarach odkształcenia plastycznego warstwy wierzchniej, a zwłaszcza najwyższych wierzchołków chropowatości zbliżonych na odległość działania sił molekularnych i następnym ich rozrywaniu związanym z odrywaniem cząstek metalu lub jego rozmazywaniem na powierzchniach tarcia. Zużycie adhezyjne występuje przy styku dwóch powierzchni metali, charakteryzujących się dużym powinowactwem chemicznym.

Erozja jest procesem stopniowej utraty materiału z powierzchni w wyniku oddziaływania

mechanicznego między powierzchnią ciała stałego a strumieniem:

• cząstek stałych w cieczy lub gazie,

• cząstek ciekłych (kropli) w płynie,

• cieczy lub gazów

Przyczyną zużycia erozyjnego w większości przypadków są cząstki stałe. W przypadku

erozji występuje zużycie w wyniku mikroskrawania, bruzdowania, umocnienia odkształceniowego, zużycia zmęczeniowego, pękania i wykruszania, reakcji chemicznych i elektrochemicznych.

Erozja spowodowana cząstkami stałymi jest uszkodzeniem powierzchni spowodowanym

przez uderzanie stałymi cząstkami unoszonymi przez gaz. Stopień uszkodzenia

materiału w wyniku erozji jest funkcją masy i kształtu cząstek uderzających o powierzchnię,

ich prędkości oraz kąta padania.

Erozja spowodowana zawiesiną jest związana z usuwaniem warstwy wierzchniej materiału

w wyniku oddziaływania zawiesiny z powierzchnią. Szybkość zużycia jest zależna od masy i kształtu cząstki w zawiesinie, ich prędkości i kąta natarcia.

Erozja spowodowana cieczą polega na usuwaniu materiału w wyniku uderzenia strumienia

cieczy o powierzchnią lub jego przemieszczanie się wzdłuż powierzchni, z prędkością większą od krytycznej, co ma miejsce w przypadku wykonania rurociągów z materiałów na

powierzchni, których tworzy się pasywna warstwa tlenków.

Ablacja polega na odparowaniu warstwy wierzchniej materiału lub nałożonej na ten materiał

powłoki w wysokiej temperaturze. Mechanizm zużycia ablacyjnego stosowany jest często celowo np. w przypadku konstrukcji wykonanych z kompozytów polimerowych o odpowiednimskładzie fazowym. Celowość stosowania powłok podlegających zużyciu ablacyjnemupolega w głównej mierze na hamowaniu niszczenia podłoża poprzez odbieranie ciepła,które w przeciwnym przypadku doprowadziłoby do zniszczenia powłoki właściwej (chronionej przez powłokę ablacyjną) wykonanej np. z polimerów.

Zużycie odkształceniowe zachodzi w przypadkach przeciążeń, obciążeń udarowych lub drgań i obserwowane jest zazwyczaj na powierzchni elementów wykonanych z miękkiej stali

lub metali nieżelaznych. Zużycie to polega na zmianie kształtu lub wymiarów trących elementów w wyniku odkształcenia plastycznego.

Zużycie cieplne jest związane z mięknieniem, a nawet nadtapianiem materiałów metalowych

na rzeczywistych powierzchniach ich styku, w wyniku wytwarzania się ciepła przy dużej prędkości i znacznych naciskach w zespołach trybomechanicznych. Sprzyja to odkształceniu

warstwy wierzchniej, odsłanianiu czystych powierzchni metalu i ich zbliżeniu na odległosć sił

międzyatomowych, a to staje się przyczyną sczepiania i uszkadzania powierzchni przez

wyrywanie z niej cząstek i ich rozmazywanie na przeciwpowierzchni.

8. Metrologia - pomiar, wielkości fizyczne, jednostki miary, układ SI

Metrologia jest nauką zajmująca się sposobami dokonywania pomiarów oraz zasadami interpretacji uzyskanych wyników.

Można wyróżnić następujące rodzaje metrologii:

• ogólną,

• stosowaną (przemysłową),

• teoretyczną (naukową),

• prawną.

Podstawą metrologii są jednostki miar. Jednostki grupowane są w układy. Obecnie najpowszechniej używanym standardem jest układ SI. Część metrologii zajmująca się praktycznym uzyskiwaniem wyników pomiarów to miernictwo. Dlatego metrologia zajmuje się również narzędziami służącymi do pomiaru, czyli narzędziami pomiarowymi.

Według definicji podanej w Międzynarodowym słowniku terminów metrologii prawnej (publikacji wydawanej przez International Organization of Legal Metrology (OIML)), metrologia prawna /ang. legal metrology/ jest to dział metrologii (nauki o pomiarach) odnoszący się do działań, które wynikają z wymagań ustawowych i dotyczą pomiarów, jednostek miar, przyrządów pomiarowych i metod pomiarowych i które przeprowadzane są przez kompetentne organy.

Przedmiot metrologii prawnej może być różny w różnych krajach. Kompetentne organy odpowiedzialne za działania metrologii prawnej, lub za część tych działań, są zwykle nazywane służbami metrologii prawnej. Zasadniczym zadaniem metrologii prawnej jest zapewnienie jednolitości pomiarów.

Jednostka (jednostka miary, miano) - określona miara danej wielkości służąca za miarę podstawową, czyli wzorzec do ilościowego wyrażania innych miar danej wielkości metodą porównania tych miar za pomocą liczb. Wartość liczbowa takiej miary podstawowej wynosi jeden, stąd jej nazwa - jednostka miary. Konkretne wartości wielkości można przedstawiać zarówno wielokrotnościami, jak i ułamkami jednostek, a same wartości, o ile to możliwe, mogą być zarówno dodatnie, jak i ujemne.

Pomiar według Międzynarodowego słownika podstawowych terminów w metrologii - International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology (ISO, 2007) - skrót: VIM - jest to zbiór operacji mających na celu wyznaczenie wartości wielkości.

Wielkość fizyczna - mierzalna, a więc dająca się jednoznacznie liczbowo określić własność lub cecha elementów świata (materii lub czasoprzestrzeni). Wraz z ustaleniem wielkości fizycznej określa się sposób jej pomiaru oraz definiuje się jednostki, w jakich jest ona wyrażana.

9. Proces projektowania i konstruowania maszyn i urządzeń

Konstruowanie - tworzenie konstrukcji poprzez opracowanie jej zapisu obejmującego: rysunki, obliczenia, opisy.

Projektowanie to w istocie powstawanie nowych rozwiązań (koncepcji). Traktować je można podobnie jak procesy twórcze, czyli tzw. innowacje. Podstawową ideą współczesnego przygotowania nowych rozwiązań (projektów) jest wyodrębnienie problematyki projektowania jako etapu przejściowego pomiędzy pracami naukowo -badawczymi a rutynowym, techniczno-organizacyjnym przygotowaniem produkcji.

10. Statyczna próba rozciągania (charakterystyka w zależności od cech plastycznych materiału)

Cel próby:

• klasyfikacja materiałów

• pomiar wielkości charakterystycznych dla materiału

Statyczna próba rozciągania jest jedną z podstawowych metod badań właściwości mechanicznych materiałów konstrukcyjnych. Na podstawie wyników zarejestrowanych podczas próby można wyznaczyć szereg parametrów opisujących charakterystykę badanego materiału:

• wytrzymałość na rozciąganie,

• wyraźną granicę plastyczności,

• umowną granicę plastyczności,

• wartość naprężenia rozrywającego,

• wydłużenie względne, przewężenie względne,

• także stałe materiałowe w postaci modułu Younga oraz współczynnika Poissona.

Punkty na wykresie od dołu:

1. umowna granica proporcjonalności

2. umowna granica sprężystości

3. dolna granica plastyczności

4. górna granica plastyczności

5. wytrzymałość na rozciąganie

6. naprężenie przy zerwaniu

11. Obróbka ubytkowa, definicja, przykłady

Elementy wytworzone metodami odlewniczymi, obróbki plastycznej i metalurgii proszków często wymagają usunięcia części materiału w celu nadania ostatecznego kształtu, zapewnienia tolerancji wymiarowych oraz wymaganej chropowatości powierzchni. Metal może być usuwany metodami obróbki skrawaniem lub technikami mniej konwencjonalnymi Obróbka ubytkowa może być także alternatywą dla nadawania ostatecznego kształtu półproduktom hutniczym, takim jak pręty lub płyty. Stopy o dobrej skrawalności mogą być obrabiane przy większych przekrojach wióra i zadowalającej trwałości narzędzi skrawających, niższych kosztach i mniejszej chropowatości powierzchni obrabianych elementów po obróbce skrawaniem.

Do niekonwencjonalnych technik obróbki ubytkowej zalicza się:

• wytrawianie,

• obróbkę elektroerozyjną,

• obróbkę laserową, plazmową lub wiązką elektronową.

Rys. Ogólna klasyfikacja obróbki ubytkowej metali i ich stopów

12. Nowoczesne technologie wytwarzania, przykłady, charakterystyka wybranej technologii

13. Techniki łączenia stosowane w budowie maszyn i rodzaje połączeń

Połączenia nierozłączne

• połączenia spawane

• połączenia lutowane

• połączenia zgrzewane

• połączenia klejowe

• połączenia wciskowe

• połączenia nitowe

Połączenia rozłączne

• gwintowe

• kołkowe

• sworzniowe - klinowe jest to połączenia rozłączne spoczynkowe. Elementem łączącym jest klin.

• wpustowe

• wielowypustowe

• sprężyste

• rurowe

14. Proces produkcyjny i technologiczny

Procesem produkcyjnym nazywamy sumę wszystkich działań wykonywanych w celu wytworzenia w danym zakładzie gotowego wyrobu z materiałów, półfabrykatów, części lub zespołów. Proces produkcyjny obejmuje proces technologiczny oraz działania pomocnicze, jak transport, magazynowanie, transport międzyoperacyjny, kontrolę, konserwację.

Proces technologiczny jest to główna część procesu produkcyjnego, w której następuje obróbka części oraz montaż części w zespoły i wyrób.

15. Zjawiska zmęczeniowe konstrukcji

Zmęczenie materiału - zjawisko pękania materiału pod wpływem cyklicznie zmieniających się naprężeń.

Obciążenia zmęczeniowe - są obciążeniami zmiennymi w czasie, typowymi obciążeniami dla różnorodnych części i podzespołów maszyn. Odpowiadające im naprężenia nazywane są naprężeniami zmiennymi lub naprężeniami zmęczeniowymi

16. Stal, definicja, kryteria klasyfikacji

Stal -stop żelaza z węglem i innymi pierwiastkami. Maksymalna zawartość węgla nie przekracza 2,11% Obrobiony plastycznie i cieplnie.

Klasyfikacja:

według składu chemicznego:

• Stal niestopowa

• Stal nierdzewna

• inne stale stopowe.

Stale stopowe dzieli się na:

• niskostopowe

• średniostopowa

• wysokostopowe

Według stopnia odtlenienia:

• Stal nieuspokojona-

• Stal połuspokojna-

• Stal uspokojona

Według jakości:

• Jakościowe:

• Specjalne:

Według zastosowań:

• Konstrukcyjna

• Narzędziowa

• szczególnych własnościach

Klasyfikacja według struktury

podeutektoidalne — ferrytyczne lub ferrytyczno-perlityczne,

eutektoidalne — perlityczne,

nadeutektoidalne — o strukturze złożonej z perlitu i węglików,

ledeburytyczne — o strukturze złożonej z perlitu i ledeburytytu.

17. Materiały kompozytowe, definicja, przykłady

Materiał kompozytowy - kombinacja dwóch lub więcej materiałów (elementy wzmacniające, wypełniacze i lepiszcze stanowiące osnowę) różniących się rodzajem lub składem chemicznym w skali makroskopowej. Są sztucznie wytworzone dla uzyskania własności, które nie mogą być uzyskane oddzielnie przez żaden z występujących składników. Stosowana z powodów wł. Mechanicznych, elektrycznych, cieplnych, trybologicznych. Materiał kompozytowy zawiera najczęściej włókna lub cząsteczki faz.

Przykłady: Al-Al2O3, beton, żelbeton

Zastosowanie: przemysł lotniczy, kosmiczny, motoryzacyjny, sprzęt sportowy, jachty itp.

Klasyfikacja według osnowy:

• Osnowa metalowa - kompozytów stanowi żelazo i jego stopy, stopy niklu, metale i stopy nieżelazne,

• Osnowa ceramiczna - Do osnowy ceramicznej w materiałach kompozytowych możemy zaliczyć ceramikę techniczną - głównie Al2O3 i azotek krzemu Si3N4, szkła i tworzywa szklano ceramiczne.

• Osnowa polimerowa - Na osnowę kompozytów polimerowych stosuję się: żywice termoutwardzalne, żywice chemoutwardzalne, tworzywa termoplastyczne

Klasyfikacja według składników wzmacniających: wzmacniane cząstkami, włóknami, tkaniny, warstwowe

18. Obróbka cieplna, definicja, klasyfikacja

Proces wytwarzania produktów i ich elementów zarówno umożliwia nadanie im wymaganych kształtów, jak i zapewnia odpowiednie kształtowanie struktury i własności zastosowanych materiałów, odpowiedzialnych za własności użytkowe produktów. Procesy kształtowania własności materiałów, a zwłaszcza stopów metali, związane są zarówno z doborem ich składu chemicznego, mechanizmami odkształcenia plastycznego i usuwania skutków umocnienia zgniotowego, jak również z przemianami fazowymi zachodzącymi podczas procesów obróbki cieplnej. Obróbka cieplna jest dziedziną technologii obejmującą zespół zabiegów wywołujących polepszenie własności mechanicznych i fizyczno-chemicznych metali i stopów, powodowane zmianami struktury w stanie stałym w wyniku zmian temperatury, czasu oraz działania ośrodka.

Klasyfikacja obróbki cieplnej:

• Wyżarzanie:

• Wyżarzanie z przemianą alotropową

• Ujednorodniające

• Normalizujące

• Zupełne

• Zmiękczające

• izotermiczne

• Wyżarzanie bez przemiany alotropowej

• Rekrystalizujące

• Odprężające

• Stabilizujące

• Hartowanie i odpuszczanie

• Hartowanie

• Martenzytyczne

• Bainityczne

• Objętościowe

• Powierzchniowe

• Odpuszczanie

• Przesycanie i starzenie

Zabiegi obróbki cieplnej:

• Nagrzewanie jest ciągłym lub stopniowym podwyższaniem temp. Elementu obrabianego cieplnie

• Wygrzewanie polega na wytrzymaniu elementu obrabianego cieplnie w docelowej lub pośredniej temp.

• Chłodzenie to ciągłe lub stopniowe obniżanie temp. elementu.

• odpuszczanie, starzenie lub wyżarzanie po ochłodzeniu.

19. Metody pomiaru twardości

Metody statyczne pomiaru twardości polegają na wciskaniu wgłębnika w badany materiał poza granicę sprężystości, do spowodowania odkształceń trwałych.Przy zastosowaniu tych metod twardość można określić jako miarę odporności materiału na odkształcenia trwałe, powstające w wyniku wciskania wgłębnika. Do najczęściej stosowanych w technice należą metody:

• Brinella,

• Vickersa,

• Knoopa,

• Chruszczowa-Bierkowicza,

• Grodzińskiego,

• Rockwella.

Metoda Brinella pomiaru twardości (PN-EN ISO 6506-1:2002) polega na wgniataniu w badany materiał pod obciążeniem F, podanym w tablicy 5.3, kulki z węglików spiekanych. Po pomiarze średnicy odcisku d oblicza się twardość zgodnie z wzorem i podaje w jednostkach niemianowanych HBW*)

Metoda Vickersa*) pomiaru twardości (PN-EN ISO 6507-1:1999) polega na wciśnięciu w metal diamentowego ostrosłupa o podstawie kwadratu i kącie między przeciwległymi ścianami równym 136°.

Metoda Knoopa pomiaru twardości (PNISO 4545:1996) polega na statycznym wgniataniu wgłębnika w kształcie ostrosłupa o podstawie rombu w badany materiał, przy zalecanym obciążeniu.

Twardość Rockwella (PN-EN ISO 6508-1:2002) jest różnicą stałej głębokości K odpowiadającej obciążeniu wstępnemu F0 wgłębnika (w postaci stożka diamentowego o kącie wierzchołkowym 120°

20. Przemiany fazowe podczas chłodzenia stali

• Przemiana perytektyczna - odwracalna przemiana fazowa, w wyniku której przy chłodzeniu z cieczy i fazy stałej o składzie perytektycznym wydziela się nowa faza stała (perytektyka). Powstaje austenit. (ciecz+ferryt .=austenit) temp.1495°C;

• Przemiana eutektyczna - odwracalna przemiana fazowa, w wyniku której przy chłodzeniu ciecz o koncentracji węgla w punkcie 4,3% krzepnie jako mieszanina eutektyczna austenitu i cementytu pierwotnego (austenit+cementyt=ledeburyt) 1148°C

• Przemiana eutektoidalna - podczas tej przemiany z austenitu powstaje mieszanina eutektoidalna ferrytu i cementytu zwana perlitem. ferryt .+cementyt= perlit) 723°C

przypominająca budową mieszaninę eutektyczną, ale powstała w stanie stałym.

W czasie chłodzenia austenitu, w zależności od szybkości chłodzenia i temperatury przechłodzenia, mogą zachodzić przemiany:

• martenzytyczna,

• bainityczna,

• perlityczna.

Przemiana martenzytyczna (nazywana przemianą bezdyfuzyjną) zachodzi w stalach przy dużym przechłodzeniu austenitu poniżej temperatury Ms prędkością równą lub większą od prędkości krytycznej.

Przemiana bainityczna: łączy w sobie cechy przemiany bezdyfuzjnej i dyfuzyjnego przemieszczania węgla. Zachodzi przy przechłodzeniu stali do temp w zakresie ok. 450-200C. W wyniku przemiany powstaje bainit.

Przemiana perlityczna - przemiana fazowa (termiczna) austenitu w perlit zachodząca w wyniku powolnego chłodzenia stali (poniżej temperatury 727 °C) nagrzanej do temperatury austenitu.

21. Obróbka cieplno-chemiczna, klasyfikacja, charakterystyka wybranego procesu

Obróbka cieplno-chemiczna jest dziedziną obróbki cieplnej obejmującą zespół operacji i zabiegów umożliwiających zmianę składu chemicznego i struktury warstwy powierzchniowej stopu w wyniku zmian temperatury i chemicznego oddziaływania ośrodka.

• azotowanie

• węgloazotowanie

• borowanie

• siarkowanie

• krzemowanie

• utlenianie

• tlenoazotowanie

• siarkoazotowanie

• chromowanie

Nawęglanie - proces obróbki cieplno-chemicznej mający za zadanie dyfuzyjne nasycenie warstwy wierzchniej elementów poddawanych obróbce węglem atomowym. Temp. procesu 880-950 C, grubość warstwy nawęglonej 0,5 - 2 mm, stężenie węgla 0,7 - 1%. Do nawęglania stosuje się stale niestopowe i stopowe o zawartości węgla od 0,1 do max 0,25%.

22. Korozja, typy korozji, scharakteryzować jeden wybrany typ

23. Pierwiastki stopowe w stalach, ich znaczenie, wpływ wybranego pierwiastka na własność stali

Stal stopowa - stal, w której oprócz węgla występują inne dodatki stopowe

Dodatki stopowe dodaje się by: podnieść hartowność stali, uzyskać większą wytrzymałość stali, zmienić pewne właściwości fizyczne i chemiczne stali. Do najczęściej stosowanych dodatków w stalach zalicza się:

Mangan działa korzystnie, tworząc siarczek MnS o wyższej temperaturze topnienia od siarczku żelaza. Powoduje jednak niekorzystny rozrost ziarn w czasie obróbki cieplnej i plastycznej na gorąco.

Krzem powoduje korzystne obniżenie stężenia gazów w stali lanej i przeciwdziała segregacji fosforu i siarki.

Fosfor i siarka stanowią zanieczyszczenia niekorzystne. Stale zawierające fosfor charakteryzują się podwyższoną temperaturą przejścia w stan kruchości, skłonnością do kruchości na niebiesko, gruboziarnistości i segregacji. Siarka tworzy siarczki MnS o temperaturze topnienia 1620°C i FeS, ciekłe już w 1000°C, co powoduje kruchość stali na gorąco, zwłaszcza podczas obróbki plastycznej. Siarka o dużej skłonności do segregacji pogarsza spawalność i wytrzymałość stali na zmęczenie.

Wodór działa zdecydowanie szkodliwie, powodując powstawanie płatków śnieżnych, odwęglenia, pęcherzy gazowych oraz segregacji fosforu.

Azot powoduje zmniejszenie plastyczności i kruchości na niebiesko, a także zwiększenie skłonności stali do starzenia, szczególnie po zgniocie.

Tlen powoduje zmniejszenie własności wytrzymałościowych oraz plastycznych stali. Z tego względu jest b. istotne odtlenianie kąpieli stalowej. nikiel (obniża temperaturę przemiany austenitycznej oraz prędkość hartowania. W praktyce ułatwia to proces hartowania i zwiększa głębokość hartowania. Chrom (powoduje rozdrobnienie ziarna. Podwyższa hartowność stali. Zwiększa jej wytrzymałość.

24. Definicja i klasyfikacja biomateriałów

Biomateriały są to substancje różne od leków lub kombinacji substancji syntetycznych naturalnych, które mogą być użyte jako część lub całość systemu, zastępującego tkanki lub organ albo pełniącego jego funkcje.

Grupy biomateriałów:

metalowe, ceramiczne, węglowe, polimerowe, kompozytowe

25. Definicja i klasyfikacja nanomateriałów

Nanomateriały - Nanomateriał obejmuje naukę i inżynierię, dotyczace wytwarzania materiałów, struktur funkcjonalnych i urządzeń, uporządkowanych w skali nanometrycznej czyli 10^-9m.

Nanomateriały można podzielić na następujące trzy grupy:

• Nanomateriały zerowo-wymiarowe (nanomateriały punktowe) zbudowane z osnowy, w której rozmieszczone są cząstki o wymiarach nanometrów;

• nanomateriały jedno- bądź dwuwymiarowe, np. warstwy o grubości nanometrów typu jednofazowego lub wielofazowego;

• nanomateriały trójwymiarowe (lub nanokrystaliczne), tj. złożone z krystalicznych domen i klasterów faz o wymiarach rzędu nanometrów.

26. Odlewnicze stopy żelaza, klasyfikacja, charakterystyka wybranej grupy

1. Staliwa niestopowe(weglowe):

-na podstawie własności mechanicznych,

-na podstawie własności mechanicznych oraz składu chemicznego.

2. Staliwo stopowe

konstrukcyjne,

odporne na ścieranie,

odporne na korozję,

żaroodporne i żarowytrzymałe

narzędziowe

3. Żeliwa niestopowe

- szare, w których węgiel występuje w postaci grafitu,

- białe, w których węgiel jest związany w cementycie,

- połowiczne (pstre), w których występuje zarówno cementyt, jak i grafit.

4. Żeliwa stopowe

-odporne na korozje

-kwasoodporne

-zaroodporne

-nisko stopowe

-srednio stopowe

-wysoko stopowe

Do żeliw stopowych są wprowadzane najczęściej dodatki pierwiastków tj. Ni, Cr, Si, Al., Cu, Mo, V, Ti i W - celem polepszenia ich własności użytkowych, a w szczególności:

• zwiększenia własności mechanicznych

• zwiększenia odporności na ścieranie

• polepszenia odporności korozyjnej

• polepszenia odporności na działanie wysokich temperatur

• polepszenie własności fizycznych np. magnetycznych lub elektrycznych.

27. Stopy metali nieżelaznych, klasyfikacja, porównanie ze stopami żelaza

• metale lekkie (Al, Mg, Ti) i ich stopy,

• metale ciężkie (Cu, Zn, Nr, Sn, Pb, Cd),

• metale i stopy o mniejszym zastosowaniu (Co, Zr, Mo, W, Cr, Mn, Ag, Au, Pt).

Główne zalety stopów metali nieżelaznych:

• odporność wielu z nich na korozję

• elastyczny wygląd

• dobra obrabialność

• dobra plastyczność

• dobre własności odlewniczne (wielu

• z nich)

Zalety stopów żelaza:

• dobre właściwości mechaniczne,

• dobra obrabialność (z wielu z nich)

• dobra spawalność i skrawalność.

• niska cena (wielu znich)

• dobre własności odlewniczne (wielu z nich)

Wady stopów żelaza:

• większy skurcz,

• wyższa temperatura topnienia .

28. Metody kształtowania własności metali i stopów

Do określania własności mechanicznych materiałów inżynierskich najczęściej stosuje

się:

Statyczną próbę rozciągania

Statyczne metody pomiaru twardości

- Brinella,

- Rockwella,

- Vickersa,

- Grodzińskiego,

- Knoopa,

- Chruszczowa-Bierkowicza.

Próby udarnościowe

Próba odporności na pekanie

Próby zmęczeniowe

Próby pełzania

Zmiana składu chemicznego, dodatków stopowych, rodzaj i parametry obróbki cieplnej czyli hartowanie, odpuszczanie, wyżarzanie, utwardzanie wydzieleniowe

obróbka plastyczna, obróbka cieplno-chemiczna

29. Technologie inżynierii powierzchni, cele stosowania IP

Celem stosowania inżynierii powierzchni jest :

- konstruowanie, wytwarzanie oraz badanie warstw powierzchniowych o własnościach innych (lepszych) niż rdzeń. Dąży się do poprawy odpornosci na:

• korozję,

• ścieranie,

• zmęczenie

a także w celach dekoracyjnych.

Technologię wytwarzania warstw powierzchniowych można podzielić na:

• ubytkowe - realizowane poprzez zmniejszenie wymiarów przedmiotu,

• bezubytkowe - bez zmniejszenia wymiarów,

• przyrostowe - realizowane poprzez zwiększenie wymiarów przedmiotu.

Warstwy powierzchniowe dzieli się na:

• warstwy wierzchnie.

• powłoki.

30. Metody badań strukturalnych materiałów, wymienić, charakterystyka wybranej metody

• Metody spektroskopowe

• Metody dyfrakcyjne

-rentgenowska

-neutronowa

-elektronowa

• Metody mikroskopowe

-skaningowa mikroskopia tunelowa

-mikroskopia sil atomowych

Metoda rentgenowska :

Metoda badań metoda rentgenowska, wykorzystująca zjawisko dyfrakcji, czyli ugięcia promieni rentgenowskich na sieci krystalicznej ciała stałego.

Możliwości: określenie typu struktury, defektów struktury, pomiar stałych sieciowych, wyznaczanie naprężeń własnych w materiale, wielkości ziarna, orientacji krystalograficznej monokryształów,

31. Moment siły, definicja, przykłady działania momentu siły

Moment siły to iloczyn wektorowy promienia wodzącego r ( o początku w punkcie O i końcu w punkcie przyłożenia siły) oraz siły F. M=F*R

32. Wielkości skalarne i wektorowe, wyjaśnić różnice, przykłady

Wielkości fizyczne dzielimy na wielkości kierunkowe (wektorowe) i wielkości bezkierunkowe (skalarne).

Podczas opisywania wielkości wektorowych powinna być podawana ich bezwzględna wartość liczbowa, zwana też modułem, kierunek, zwrot i punkt przyłożenia

Np.Do wielkości wektorowych należą siła, pęd, moment pędu, prędkość.

Skalarami są wielkości, których opis ogranicza się do podania wartości liczbowej.

Np.Do skalarów zaliczamy np. czas, temperaturę, pracę, energię, ładunek elektryczny itp.

33. Definicja i rodzaje ruchu

Ruch w fizyce -zmiana położenia ciała odbywająca sięw czasie względemokreślonego układu odniesienia.

Ruch punktu:

- ruch prostoliniowy, czyli poruszanie się po linii prostej

- ruch krzywoliniowy, czyli poruszanie się po linii krzywej

Ruch brył sztywnej

- ruch postępowy

- ruch obrotowy

- ruch płaski

- ruch kulisty

-ruch ogólny

Podział ze względu na wartości prędkości ( przyśpieszenie styczne)

- ruch jednostajny

- ruch jednostajnie zmienny

- ruch jednostajnie przyśpieszony

- ruch jednostajnie opóźniony

- ruch niejednostajnie zmienny

34. Siła bezwładności i zasada d`Alemberta

Siła bezwładności  - siła pojawiająca się w nieinercjalnym układzie odniesienia, będąca wynikiem przyspieszenia tego układu. Siła bezwładności nie jest oddziaływaniem z innymi ciałami, jak to ma miejsce przykładowo w sile klasycznie rozumianej grawitacji.

W ruchu punktu materialnego układ sił zewnętrznych równoważy się z siła bezwładności; siła bezwładności równa jest iloczynowi masy punktu materialnego i przyspieszenia ruchu punktu.

35. Definicja ciała sztywnego

Ciało sztywne ( bądź bryła) - jest to układ punktów materialnych niezmiennie ze sobą związanych. W ciele sztywnym odległości poszczególnych punktów od siebie pozostają w czasie ruchu nie zmienione. Również dowolny siły przyłożone do takiego ciała nie zmieniają odległości pomiędzy jego poszczególnymi punktami.

36. Praca, moc - definicja

Moc mechaniczna - jest to stosunek pracy elementarnej do czasu, w którym została ona (praca) wykonana. Określa ona pracę wykonaną w jednostce czasu. Jednostką mocy jest wat. moc= praca/czas; wat= dżul/ sekundę

Praca- miara ilości przekazywanej między układami fizycznymi w procesach mechanicznych, elektrycznych i termodynamicznych

37. Charakterystyki wytrzymałościowe przekrojów belek na zginanie i skręcanie

Skręcanie- powodują dwie pary sił, działające w dwu różnych płaszczyznach prostopadłych do osi pręta, momenty tych par sił to momenty skręcające

Zginanie- siłą tnąca w dowolnym przekroju belki zginanej nazywamy algebraiczną sumę rzutów wszystkich sił zewnętrznych i reakcji podporowych na kierunek prostopadły do osi belki po 1 stronie rozpatrywanego przekrou

38. Zasada pędu i krętu

Pęd- to wektor o module m razy większym od modułu wektora prędkości, mający kierunek i zwrot wektora prędkości

Kręt- krętem nazywamy wektor równy iloczynowi wektorowemu promienia wektora i wektora pędu poruszającego siępunktu. Kręt jest to moment pędu

39. Anizotropia własności mechanicznych

Anizotropia - cecha charakterystyczna niektórych ciał, głównie krystalicznych, polegająca na tym, że wykazują one różne właściwości w zależności od kierunku, w którym się je bada. Panuje na ogół przekonanie, że materiały anizotropowe są niepożadane. Należy jednak podkreślić, że trzeba raczej dążyć do umiejętnego wykorzystania anizotropowych właściwości materiałów, a nie do ich eliminacji. Na przykład procesy kształtowania powinny być tak projektowane, aby największe obciążenie wyrobów podczas eksploatacji pokrywało się z kierunkiem największej wytrzymałości materiału, bądź kierunek największej plastyczności materiału pokrywał się z kierunkiem największych odkształceń w danym procesie.

40. Różnice pomiędzy sztywnością konstrukcji i sprężystością materiału

41. Mechanizmy odkształcenia plastycznego w metalach

Mechanizmami jest poślizg dyslokacyjny oraz bliźniakowanie.

• poślizg - polega na wzajemnym przemieszczaniu się jednej części kryształu względem drugiej w płaszczyznach poślizgu w wyniku ruchu dyslokacji w kierunku poślizgu. Budowa krystaliczna obu części kryształu pozostaje niezmieniona.

• Bliźniakowanie- - polega na jednorodnym ścinaniu o wektor bliźniakowania kolejnych warstw atomów w płaszczyznach bliźniakowania. Zbliźniaczona część kryształu ulega skręceniu względem części nieodkształconej w taki sposób, że ich struktury krystaliczne są symetryczne osiowo względem płaszczyzny bliźniakowania (stanowią odbicie lustrzane).

42. Zasady dynamiki Newtona, charakterystyka wybranej zasady

I zasada dynamiki

Punkt materialny, na który nie działają żadne siły lub siły wzajemnie sie równoważą, pozostają względem układu odniesienia w spoczynku lub porusza sie względem niego ruchem jednostajnym prostoliniowym

II zasada dynamiki

W układzie inercjalnym przyspieszenie punktu materialnego jest proporcjonalne do siły działającej na dany punkt i ma kierunek oraz zwrot działania siły.

III zasada dynamiki

Jeżeli ciało A działa na ciało B pewną siła, to ciało B działa na ciało A siłą równą co do wartości, o takim samym kierunku, lecz przeciwnym zwrocie.

43. Istota badań statyki, kinematyki oraz dynamiki

Statyka- zajmuje się badaniem warunków pozostawania ciał w spoczynku. To analiza zachowań materii, na jaką działają siły; przy czym siły te równoważą się.

Kinematyka - zajmuje się badaniem ruchu bez uwzględnienia przyczyn, które ten ruch wywołują. przedmiotem badań są np; droga, prędkość, przespieszenie

Dynamika - badanie ruchu z uwzględnieniem przyczyn, jakie wywołują ruch, a więc sił.

Bada zależności między takimi wielkościami jak prędkość, przyśpieszenie, pęd, energia

44. Tarcie, rodzaje tarcia występujące w wyniku ruchu ciał

Tarcie- siły przeciwdziałające ruchowi stykających się ciał. Wartość zależna od trących powierzchni i rodzaju tarcia

Rodzaje:

• statyczne,

• kinetyczne,

• ślizgowe,

• toczne.

45. Energia, zasada zachowania energii i jej rodzaje

W układzie izolowanym suma wszystkich rodzajów energii układu jest stała (nie zmienia się w czasie). W konsekwencji, energia w układzie izolowanym nie może być ani utworzona, ani zniszczona, może jedynie zmienić się forma energii

Energia  - skalarna wielkość fizyczna charakteryzująca stan układu fizycznego (materii) jako jego zdolność do wykonania pracy

Energia występuje w różnych postaciach np: energia kinetyczna, energia sprężystości, energia cieplna, energia jądrowa..

---