Xi Tfisser Attwalment il-Qawwa tal-Azzar
Is-saħħa mhix numru wieħed. Il-proprjetà li tgħodd tiddependi fuq il-mistoqsija li tkun qed issir. Is-saħħa tar-rendiment hija l-istress li fih azzar jibda jiddeforma b'mod permanenti; is-saħħa tat-tensjoni hija l-istress massimu li ssostni qabel il-qsim; is-saħħa tal-għeja tiddeskrivi l-imġieba tagħha taħt tagħbija ripetuta; u l-qawwa tat-tkaxkir tiddeskrivi l-imġieba tagħha taħt tagħbija sostnuta f'temperatura għolja. Żewġ prodotti magħmula mill-istess azzar jistgħu jiġu deskritti b'ċifri ta' saħħa differenti ħafna skont liema minn dawn ikun ikkwotat.
It-tieni punt huwa ugwalment importanti: is-saħħa intrinsika ta 'biċċa azzar partikolari ma tistax tiġi derivata b'mod affidabbli mill-kompożizzjoni tagħha biss. Il-kompożizzjoni tistabbilixxi l-firxa ta 'proprjetajiet li grad jista' jikseb, u t-trattament bis-sħana, ix-xogħol kiesaħ u d-daqs tas-sezzjoni jiddeterminaw fejn f'dik il-firxa joqgħod il-materjal ikkunsinnat. In-numru li l-inġiniera jiddisinjaw kontra ġej minn speċifikazzjoni sostnuta mill-ittestjar.
L-Unitajiet: MPa, N/mm2 u ksi
Pascal wieħed huwa newton wieħed ta' forza li jaġixxi fuq metru kwadru.
Megapascal wieħed, jew MPa, huwa miljun pascal.
Minħabba li metru kwadru huwa ugwali għal miljun millimetru kwadru, MPa wieħed huwa eżattament newton wieħed għal kull millimetru kwadru, N/mm2.
Megapascal wieħed huwa ta 'madwar 145 libbra kull pulzier kwadru, għalhekk 1000 psi huwa bejn wieħed u ieħor 6.9 MPa.
Ix-xogħol f'MPa huwa konvenjenti għaliex jaqbel mal-unitajiet tal-erja użati fit-tpinġijiet tal-inġinerija. Il-multiplikazzjoni ta' stress f'MPa b'erja ta' sezzjoni trasversali f'millimetri kwadri tagħti forza direttament f'newtons.
Mill-Grad sal-Kapaċità tat-Tagħbija
Il-kalkolu prattiku huwa konverżjoni minn proprjetà materjali speċifikata f'tagħbija permessa. Il-forma ġenerali hija tagħbija ugwali għall-istress immultiplikat bl-erja. Għal membru mgħobbi axjalment:
| Pass | Espressjoni | Nota |
| Kapaċità ta' tensjoni ta' membru tat-tensjoni | P=A x sigma | A hija l-erja tas-sezzjoni trasversali netta f'mm2, sigma hija l-istress permissibbli f'MPa, P hija f'newtons |
| Stress permissibbli bbażat fuq ir-rendiment | sigma jippermettu=saħħa ta' rendiment / fattur ta' sigurtà | Fattur ta 'sigurtà tipikament 1.5 sa 2.0 għal xogħol strutturali |
| Stress permissibbli tal-kodiċi għall-pajpijiet tal-pressjoni | sigma jippermettu=l-aktar baxx ta' żewġ terzi tar-rendiment jew terz tas-saħħa tat-tensjoni | Il-forma użata mill-kodiċijiet tal-pajpijiet tal-pressjoni bħal ASME B31.3 |
| Kontroll tat-titwil | epsilon=estensjoni / tul oriġinali | Jikkonferma li s-sezzjoni tista' tiddeforma aktar milli tinqasam |
Bħala eżempju maħdum, pajp mingħajr saldatura b'saħħa ta 'rendiment minimu speċifikat ta' 240 MPa u sezzjoni netta ta '2 000 mm2 għandu tagħbija ta' rendiment ta '480 000 N, jew madwar 49 tunnellata, qabel ma jiġi applikat kwalunkwe fattur ta' sikurezza. B'fattur ta 'sikurezza ta' 1.5 it-tagħbija użabbli taqa 'għal 320 000 N. Il-kalkolu huwa tajjeb biss daqs il-valur tas-saħħa speċifikat: jekk is-saħħa attwali tal-ħsad hija fil-minimu tal-ispeċifikazzjoni aktar milli valur tipiku, ir-riżultat huwa dak garantit.
Innota li l-valur minimu speċifikat huwa l-input korrett għad-disinn. L-użu ta 'valur tipiku jew medju minn ċertifikat tal-mitħna minflok il-minimu speċifikat effettivament ineħħi parti mill-marġni ta' sikurezza.
Fejn Jieqaf il-Kalkolu u Jibda l-Ittestjar
Ir-rendiment u s-saħħa tat-tensjoni huma stabbiliti permezz ta 'ttestjar mekkaniku, mhux bl-aritmetika. Il-metodu primarju huwa t-test tat-tensjoni għal ASTM E8/E8M jew EN ISO 6892-1. Kupun bil-makna jinġibed f'magna kkontrollata li tirreġistra l-forza u l-estensjoni kontinwament. Is-saħħa tar-rendiment hija l-forza li fiha l-materjal jibda jiddeforma plastikament diviż mill-erja trasversali oriġinali; is-saħħa tat-tensjoni hija l-forza massima sostnuta diviża bl-istess żona oriġinali. L-ittestjar tal-ebusija jipprovdi indikazzjoni rapida tas-saħħa, u l-ittestjar tal-impatt għal ASTM E23 jew EN ISO 148-1 jistabbilixxi t-toughness, li hija proprjetà separata.
Familji ta 'materjali differenti joqogħdu f'livelli ta' saħħa differenti ħafna. Azzar tal-karbonju strutturali huma speċifikati minn madwar 235 sa 355 MPa rendiment; azzar li ma jissaddadx duplex bħal UNS S32205 joffri saħħa ta 'rendiment minimu ta' 450 MPa b'saħħa minima ta 'tensjoni ta' 620 MPa, li hija bejn wieħed u ieħor id-doppju tas-saħħa tal-gradi standard awstenitiċi 304 u 316; u azzar maraging tat-tip 18Ni jilħaq madwar 2 000 saħħa tat-tensjoni MPa wara li tixjieħ. Dawk id-differenzi, mhux il-kannizzata bażika tal-ħadid, jispjegaw għaliex iċ-ċifri tas-saħħa jvarjaw ħafna bejn il-gradi.
Żvantaġġi Komuni fil-Kalkoli tal-Qawwa
Saħħa ta 'rendiment konfużjoni ma' saħħa tat-tensjoni u l-applikazzjoni tal-fattur ħażin ta 'sigurtà.
L-użu taż-żona gross minflok iż-żona netta fejn toqob tal-bolt, skanalaturi jew konċessjoni tal-korrużjoni tnaqqas is-sezzjoni.
Injorat it-tnaqqis fl-istress permissibbli f'temperatura elevata, fejn il-creep jirregola 'l fuq mil-limitu tal-firxa tal-creep.
Jekk wieħed jassumi li grad ta 'saħħa ogħla awtomatikament issolvi problema ta' deflessjoni; ebusija hija rregolata mill-modulu elastiku, li huwa essenzjalment l-istess għall-azzar kollha.
Tinjora l-weldjatura, li normalment hija l-iktar punt dgħajjef f'membru mmuntat u għandha tiġi ċċekkjata separatament.
FAQ
Q: Nista 'nikkalkula s-saħħa tat-tensjoni ta' azzar mill-kompożizzjoni kimika tiegħu?
Le Il-kompożizzjoni tiddefinixxi l-familja u l-firxa tal-proprjetà, iżda s-saħħa miksuba tiddependi fuq it-trattament tas-sħana, ix-xogħol kiesaħ u d-daqs tas-sezzjoni. Il-valuri tad-disinn għandhom jiġu mill-ispeċifikazzjoni li tirregola, li hija sostnuta mill-ittestjar tat-tensjoni.
Q: Xi jfisser MPa fl-ispeċifikazzjonijiet tal-azzar?
MPa tfisser megapascal. MPa wieħed huwa ugwali għal miljun pascal, li huwa eżattament newton wieħed kull millimetru kwadru. Hija l-unità standard għall-istress u s-saħħa fl-ispeċifikazzjonijiet tal-azzar metriċi.
Q: Kif titkejjel is-saħħa tar-rendiment fuq test tat-tensjoni?
Kupun bil-makna jinġibed f'magna kkontrollata filwaqt li l-forza u l-estensjoni jiġu rreġistrati. Is-saħħa tar-rendiment hija l-forza fil-bidu tad-deformazzjoni permanenti diviża bl-erja trasversali oriġinali, ittestjata skont ASTM E8/E8M jew EN ISO 6892-1.
Q: Liema azzar huwa aktar b'saħħtu, azzar inossidabbli duplex jew awstenitiku?
L-istainless steel duplex bħal UNS S32205 għandu bejn wieħed u ieħor id-doppju tal-qawwa ta 'rendiment ta' gradi awstenitiċi standard 304 jew 316 u reżistenza aħjar għall-qsim tal-korrużjoni tal-istress, filwaqt li gradi awstenitiċi ġeneralment joffru formabbiltà u weldjabbiltà aħjar. L-għażla tiddependi fuq il-kundizzjonijiet tas-servizz, mhux fuq is-saħħa biss.
Q: X'inhu l-azzar l-aktar b'saħħtu disponibbli kummerċjalment?
Azzar maraging tal-familja 18Ni jilħqu madwar 2 000 saħħa tat-tensjoni MPa wara li tixjieħ, ferm ogħla mill-azzar strutturali, tal-għodda u tal-istainless steel komuni. Jintużaw f'applikazzjonijiet aerospazjali u ta 'għodda speċjalizzati fejn dik is-saħħa tiġġustifika l-ispiża.
Q: Azzar aktar b'saħħtu dejjem jagħti struttura aktar iebsa?
L-ebusija tiddependi fuq il-modulu elastiku u l-mument ta 'inerzja tas-sezzjoni, u l-modulu elastiku huwa essenzjalment l-istess għall-azzar kollha. Grad ta 'saħħa ogħla jgħolli t-tagħbija li fiha jseħħ iċ-ċediment, mhux id-deflessjoni taħt tagħbija ta' servizz normali.
