6. Hållfasthet Flashcards
Definiera begreppen normalspänning och töjning
Normalspänning: den spänning som verkar vinkelrätt mot en yta. Betecknas sigma. sigma=F/A
Töjning: förhållandet mellan förlängningen och ursprunglig längd.
Vad menas med en arbetslinje? Vilka andra namn används ibland för detta begrepp?
Arbetslinje=spänning-töjningsdiagram
Ett materials deformationsegenskaper karakteriseras med detta, det visar sambandet mellan spänning och töjning då materialet utsätts för last.
Vad kännetecknar en elastisk deformation?
Deformationer som helt åtgår vid avlastning
Definiera begreppet elasticitetssmodul
Visar sambandet mellan spänning och töjning för ett material. Ingår i Hookes lag. Anger alltså lutningen för den elastiska deformationskurvan, dvs hur mycket töjningen ökar när spänningen ökar.
Vad kännetecknar en plastisk deformation?
Kvarstående, permanenta deformation. Uppstår bristningar eller förändringar i av bindningar i materialet, dvs atomerna hamnar ur jämviktsläget och går ej tillbaka efter avlastning. Sker vid elasticitetsgränsen.
Definiera begreppet elasticitetsgräns och proportionalitetsgräns
Den gräns då deformationerna går från att vara elastiska till plastiska. Det uppstår alltså exempelvis bristningar eller förändringar av bindningarna i materialet.
Rita arbetslinjen för ett s.k. mjukt stål. Markera övre och undre sträckgräns, flytområde, brottgräns, gränstöjning och brottöjning.
Se figur 6.4.
Definiera begreppet 0.2-gräns.
Sträckgränsen för ett material som inte har en tydlig sträckgräns. Sträckgränsen räknas då som den spänning som ger en deformation på 0.2% efter fullständig avlastning .
Hur verkar en skjuvspänning i ett material?
Spänningar som verkar parallellt med ett plan. Vinkelrätt mot normalspänningarna.
Ge fyra exempel på spröda byggnadsmaterial
Tegel, glas, porslin, betong.
Andra: trä (segt vid tryck vinkelrätt mot fibrerna), natursten, gjutjärn, autoklaverad lättbetong, akrylplast.
Ge fyra exempel på sega byggnadsmaterial.
Glasfiberarmerad plast, stål, trä när det trycks i vinkelrät riktning, många metaller och betong som innehåller stålfiber.
Vilka är de principiella skillnaderna mellan sega och spröda material.
Spröda går nästan direkt till brott efter elasticitetsgränsen, d.v.s. har liten förmåga till plastisk deformation innan brott. Sega material klarar av stora plastiska deformationer innan brott där hållfastheten bibehålls till stor del.
Beskriv principen för kallbearbetning av material. Vilka effekter får denna på materialets egenskaper?
Kallbearbetning: genom att ett material har utsatts för en dragspänning över proportionalitetsgränsen har dess egenskaper ändrats så att sträckgränsen höjts och brottförlängningen minskat. Praktiskt innebär detta att materialet kan utnyttjas till högre påkänningar, men att det samtidigt blir sprödare. (se figur 6.11).
Beskriv med en figur sambandet mellan spänning och töjning vid belastning av ett segt material över elasticitetsgränsen samt därefter avlastning och förnyad pålastning.
Varför har spröda material en tryckhållfasthet som är många gånger större än dess draghållfasthet?
För att i spröda material uppkommer det vid dragbelastning horisontellt orienterade sprickor vid brott. Vid tryckbelastning trycks dessa istället samman och klarar därför högre belastning –> bättre tryckhållfasthet än draghållfasthet.
Ge tre exempel på material som på grund av anisotropi har olika hållfasthetsegenskaper i olika riktningar. Hur går anisotropin uppstått?
- Valsad stålplåt: högre hållfasthet i tvärriktningen där anisotropin uppstått genom tillverkningsmetoden.
- Trä: Olika hållfasthet i olika riktning, anisotropin beror på träets uppbyggnad med fibrer, årsringar m.m.
- Betong: större tryckhållfasthet än draghållfasthet
Vilket brottvillkor brukar användas för betong vid tvåaxlig spänning?
Hållfastheten är oförändrad om spänningarna har samma tecken, men sjunker vid olika tecken.
Vad menas med ett materials utmattningshållfasthet?
Utmattningshållfasthet anger den brotthållfasthet som materialet uppvisar vid spänningsvariationer. Värdet beror dels på antalet lastväxlingar och spänningsamplituden (skillnaden mellan maxspänning och mittspänning).
Hur bestäms draghållsfastheten för sega respektive spröda material? Varför använder man olika metoder?
Sega material: man provar draghållfastheten med stänger och stavas, man mäter längden före och efter.
Spröda material: man provar i första hand tryckhållfastheten. Det är svårt att prova draghållfastheten för spröda material p.g.a. kan leda till okontrollerat brott vid prövning. Använder man böjprov eller spräckprov.
Nämn fyra faktorer som påverkar resultatet vid provning av hållfastheten hos ett material. Ange även hur resultatet påverkas.
- Stora provkroppar ger lägre värden än små
- Avlånga kroppar ger lägre värden än kuber
- Långsam belastning ger lägre värden än snabb
- Våta kroppar ger lägre värden än torra
