Стойкость

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален.
Найти источники: «Toughness» - новости · газеты · книги · ученый · JSTOR ( январь 2011 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Вязкость, определяемая площадью под кривой зависимости напряжения от деформации.

В области материаловедения и металлургии , ударная вязкость является способность материала поглощать энергию и пластически деформироваться без разрыва пласта. ^[1] Одним из определений прочности материала является количество энергии на единицу объема, которое материал может поглотить до разрушения . Этот показатель вязкости отличается от показателя вязкости разрушения , который описывает несущую способность материалов с дефектами. ^[2] Это также определяется как сопротивление материала разрушению при напряжении .

Прочность требует баланса прочности и пластичности . ^[1]

Прочность и сила [ править ]

Вязкость связана с площадью под кривой зависимости напряжения от деформации . Чтобы быть прочным, материал должен быть прочным и пластичным. Например, хрупкие материалы (например, керамика), прочные, но с ограниченной пластичностью, не являются прочными; и наоборот, очень пластичные материалы с низкой прочностью также не являются прочными. Чтобы быть прочным, материал должен выдерживать как высокие нагрузки, так и высокие деформации. Вообще говоря, прочность показывает, какое усилие может выдержать материал, а ударная вязкость показывает, сколько энергии материал может поглотить до разрыва.

Математическое определение [ править ]

Вязкость можно определить путем интегрирования кривой зависимости напряжения от деформации. ^[1] Это энергия механической деформации на единицу объема до разрушения. Подробное математическое описание: ^[3]

{\tfrac {\mbox{energy}}{\mbox{volume}}}=\int _{0}^{\epsilon _{f}}\sigma \,d\epsilon

где

$\epsilon _{}$ напряжение
$\epsilon _{f}$ напряжение при неудаче
$\sigma$ это стресс

Другое определение - способность поглощать механическую энергию вплоть до отказа. Площадь под кривой зависимости напряжения от деформации называется ударной вязкостью.

Если верхний предел интегрирования до предела текучести ограничен, энергия, поглощенная на единицу объема, известна как модуль упругости . Математически модуль упругости может быть выражен произведением квадрата предела текучести, деленного на удвоенный модуль упругости Юнга. Это,

Модуль упругости = Предел текучести ²2 (модуль Юнга)

Испытания на ударную вязкость [ править ]

Вязкость материала можно измерить, используя небольшой образец этого материала. Типичная испытательная машина использует маятник для деформации образца с надрезом определенного поперечного сечения. Высота, с которой маятник упал, минус высота, на которую он поднялся после деформации образца, умноженная на вес маятника, является мерой энергии, поглощенной образцом, когда он деформировался во время удара с маятником. В Шарпи и Izod испытания на прочность с надрезом воздействия являются типичными ASTM тесты , используемые для определения вязкости.

Единица стойкости [ править ]

Вязкость при растяжении (или энергия деформации , U _T ) измеряется в единицах джоуль на кубический метр (Дж · м ⁻³ ) в системе СИ и дюйм- фунт-сила на кубический дюйм (дюйм · фунт-сила · дюйм ⁻³ ) в Обычные единицы США .
1,00 Н · мм ⁻³ ≃ 0,000 145 дюйм · фунт-сила · дюйм ⁻³ и 1,00 дюйм · фунт-сила · дюйм ⁻³ ≃ 6,89 кН · мм ⁻³ .

В системе СИ единицу вязкости при растяжении можно легко рассчитать, используя площадь под кривой зависимости напряжения от деформации ( σ - ε ), которая дает значение вязкости при растяжении, как указано ниже: ^[4]

U _T = Площадь под кривой зависимости напряжения от деформации ( σ - ε ) = σ × ε

U _T [=] P / A × ΔL / L = (Н · м ⁻² ) · (без единицы измерения)

U _T [=] Н · м · м ⁻³

U _T [=] Дж · м ⁻³

См. Также [ править ]

Твердость
Упрочнение резины
Удар (механика)
Тестирование твердости таблеток

Ссылки [ править ]

^ a b c «Жесткость» , Образовательный ресурсный центр по неразрушающему контролю , Брайан Ларсон, редактор, 2001–2011, Сотрудничество в области образования по неразрушающему контролю, Университет штата Айова
^ Аскеланд, Дональд Р. Наука и разработка материалов . Райт, Венделин Дж. (Седьмое изд.). Бостон, Массачусетс. п. 208. ISBN 978-1-305-07676-1. OCLC 903959750 .
^ Soboyejo, WO (2003). «12.3 Зона вязкости и разрушения». Механические свойства конструкционных материалов . Марсель Деккер. ISBN 0-8247-8900-8. OCLC 300921090 .
^ O.Balkan и H.Demirer (2010). "Полым. Компос". 31 : 1285. ISSN 1548-0569 . Cite journal requires |journal= (help)

[NDT-1] «Жесткость» , Образовательный ресурсный центр по неразрушающему контролю , Брайан Ларсон, редактор, 2001–2011, Сотрудничество в области образования по неразрушающему контролю, Университет штата Айова

[2] Аскеланд, Дональд Р. Наука и разработка материалов . Райт, Венделин Дж. (Седьмое изд.). Бостон, Массачусетс. п. 208. ISBN 978-1-305-07676-1. OCLC 903959750 .

[3] Soboyejo, WO (2003). «12.3 Зона вязкости и разрушения». Механические свойства конструкционных материалов . Марсель Деккер. ISBN 0-8247-8900-8. OCLC 300921090 .

[4] O.Balkan и H.Demirer (2010). "Полым. Компос". 31 : 1285. ISSN 1548-0569 . Cite journal requires |journal= (help)

[1]