Tentamenfrågor Hållfasthet

Question 1

Tänk sprickutveckling. Vilka 2 av nedanstående faktorer är inte viktiga för sprickutveckling.
Välj ett eller flera alternativ:

1. Materialets sammansättning
2. Längd på materialet
3. Kompressionskraften
4. Sprickans längd

Answer 1

Komprissionskraften
Längd på materialet

Question 2

Vad är ett materials belastningsgräns?
Välj ett alternativ:

1. Materialet skall ej belastats mer än en viss % av elasticitetsgränsen
2. Materialet skall ej belastas mer än en viss % av brottgränsen
3. Materialet skall inte belastas till töjningsgränsen
4. Materialet skall inte belastas mer än proportionalitetsgränsen

Answer 2

Materialet skall ej belastas mer än en viss % av brottgränsen

Question 3

Vad innebär att ett material är låg visköst?
Välj ett alternativ:
1. Att det blir trögflytande under tryck
2. Att det är lättflytande
3. Att det alltid är trögflytande
4. Att det blir lättflytande under tryck

Answer 3

Att det är lättflytande

Question 4

Varför är en spricka på undersidan av en konstruktion vid 2 punktsnedböjning ej allvarlig?
Välj ett alternativ:
1. Det spelar igen roll. Materialet påverkas ej
2. Det stämmer ej. Materialet påverkas som vid 3 pkts nedböjning
3. Där utvecklas kompressionskrafter
4. Där utvecklas dragkrafter

Answer 4

Där utvecklas kompressionskrafter

Question 5

Vad menas med att en vätska/material är hydrofilt?
Välj ett alternativ:

1. Att vätskan/materialet stöter ifrån sig vatten
2. Att vätskan/materialet drar till sig vatten
3. Att vätskan/materialet drar sig både till fett och vatten
4. Att vätskan/materialet stöter ifrån sig fett

Answer 5

Att vätskan/materialet drar till sig vatten

Question 6

Vad är krypning?
Välj ett alternativ:

1. Materialet blir mer elastiskt över tid
2. Tidsberoende plastisk deformation
3. Tidsberoende elastisk deformation
4. Materialet blir sprödare över tid

Answer 6

Tidsberoende plastisk deformation

Question 7

Om man har svårt att deformera ett material plastiskt, vad är det då?
Välj ett alternativ:

1. Styvt
2. Sprött
3. Hårt
4. Segt

Answer 7

Sprött

Question 8

Styvheten för en konstruktion är viktig att veta. Varför?
Välj ett eller flera alternativ:

1. Den är viktig för att veta motståndet mot elastisk deformation
2. Den är viktig för att veta nedböjningen
3. Det är viktigt för att veta frakturmotståndet
4. Den är viktig för att veta motståndet mot plastisk deformation

Answer 8

Den är viktig för att veta nedböjningen

Den är viktig för att veta motståndet mot elastisk deformation

Question 9

Om längden, arean och kraften är konstant, hur mycket ökar nedböjningen vid 2 punkts belastning
jämfört med 3 punkts belastning?
Välj ett alternativ:

1. 2x
2. 4x
3. 16x
4. 8x

Answer 9

16x

Question 10

Vad innebär utmattning?
Välj ett alternativ:

1. Att materialet relaxerar
2. Att kraften man belastar ett material med avtar över tid
3. Att defekter i ett material orsakar töjning över tid
4. Att defekter i ett material orsakar brott över tid

Answer 10

Att defekter i ett material orsakar brott över tid

Question 11

Vad innebär frakturseghet?
Välj ett alternativ:

1. Ett materials motstånd mot krypning
2. Ett materials motstånd mot spricktillväxt
3. Ett materials motstånd mot töjning
4. Ett materials motstånd mot inträngande i ytan

Answer 11

Ett materials motstånd mot spricktillväxt

Question 12

Vilket av nedanstående innebär brottspänning?
Välj ett alternativ:

1. Förlängning/ursprungslängd vid brott
2. Förlängning/area vid brott
3. Kraft/area vid brott
4. Kraften/längd vid brott

Answer 12

Kraft/area vid brott

Question 13

Vilka parametrar (faktorer) ökar risken för spricktillväxt i ett material. Förklara och motivera
dessa olika faktorer. Ange också för vilken typ av material är risken störst och varför?

Skriv in ditt svar här *gör bättre

Answer 13

Belastningstyp, ex cyklisk eller statisk.

Placering av defekter i materialet.
-ökad spänningsintesitet 90grader från dragspänning
-högre spänningskoncentration hos sprickor i ytan än likvärdiga inuti

Längden och formen på existerande spricka i materialet
-Ökad spänningsintensitet

Om materialet har låg frakturseghet

Risken för sprickbildning som leder till brott är som störst hos spröda material med defekter i områden med dragspänning, ex om en spricka är 90grader från dragriktningen,då är det stor risk att den vandrar vidare. All energi samlas i sprickspetsen eftersom avsaknaden hos plastisk deformation i materialet leder till att ingen reducering av spänning i sprickspetsen kan ske. Upplagrad estisk energi i materialet leder isteället till spricktillväct pga bindningsbrott.

Question 14

Vid nedböjning av en bro (3 punktsnedböjning) är det 2 saker du kan påverka, area och styvhet
men ej längd och kraft. Varför påverkar arean och styvheten förmågan till nedböjning? Förklara
detta.

Skriv in ditt svar här

Answer 14

Arean påverkar hur mycket motståndskraftigt materialet är mot spänning då spänning = kraft/area

Styvheten påverkar hur svårt det är att elastiskt deformera konstruktionen

Question 15

Kan alla material deformeras elastiskt? Försök motivera ditt svar kort.

Skriv in ditt svar här

Answer 15

Ja, alla material kan återgå till sin ursprungsform efter att belastningen den utsatts för upphör, hur liten elastisk formförändring det än må vara. Exempelvis kan material som keramer elastiskt deformeras, bara att det inte alltid är synligt för blotta ögat. Det som händer då att det börjar spricka, men återgår till sin ursprungsform efter att belastningen upphör.

Question 16

Vilket av materialen, keram eller metall, kan uppvisa ”krypning (krypdeformation)” och varför kan
detta material göra det men ej det andra?

Skriv in ditt svar här

Answer 16

Krypning (engelska: creep) innebär en bestående, icke-elastisk deformation som uppstår i ett material vid en längre tids belastning. Deformationen grundar sig dels i pålagd spänning, dels i termiskt aktiverade atomrörelser.

Varför kan metaller krypa?

Mekanism: I metaller sker krypning genom glidning av dislokationer, vilket innebär att kristallstrukturen förändras när dislokationer rör sig genom materialet. Vid höga temperaturer blir det lättare för dislokationerna att röra sig, vilket gör att metallen deformeras plastiskt under långvarig belastning.
Duktilitet: Metaller är vanligtvis duktila, vilket innebär att de kan genomgå plastisk deformation innan de går sönder. Detta gör att de är benägna att krypa vid höga temperaturer.

Varför kan inte keramer krypa?

Brist på plastisk deformation: Keramiska material är mycket hårda och spröda, vilket innebär att de inte kan deformeras plastiskt. Om de utsätts för höga temperaturer och belastning kommer de istället att spricka eller brytas innan någon form av krypning kan inträffa.

Question 17

Hooks 1:a lag kan vara bra att känna till när man skall konstruera en dental konstruktion.
Förklara denna och definiera de olika faktorer som ingår. Skriv med ord eftersom grekiska
bokstäver kan vara svårt att sätta ut.

Skriv in ditt svar här

Answer 17

Hookes lag beskriver sambandet mellan ett materials spänning (sigma), töjning (epsilon) och styvhet (E).

I och med sambandet kan vi bland annat ta reda på spänningen hos ett material genom formeln:

Sigma=E x epsilon

Sigma = kraften/enhetsarea. (F/A) Ofta i Pascal (Pa) eller MegaPascal (MPa)

E = E-modulen/styvheten. En materialkonstant och mått på materialets styvhet.

Epsilon = töjningen (DeltaL / L)

Vi kan även skriva om det för att räkna ut E-modulen

E= F/A / DeltaL/L

Hookes lag är applicerarbar så länge ett material reagerar linjärt på applicerade krafter, och inte överbelastats / gått utanför sin elastiska gräns.

Question 18

Vilket av nedanstående innebär abrasion på en tandyta?

Välj ett alternativ:
1. Att partiklar sliter på en yta
2. Att ett kemisk ämne påverkar ytan
3. Att patienten vid normal bitning sliter på ytan
4. Inget av övriga alternativ

Answer 18

Att partiklar sliter på en yta

Question 19

Vad är definitionen av Töjning i ett spännings- töjningsdiagram?
Välj ett alternativ:

1. Den maximala spänningen ett material kan motstå innan det bryts
2. Förändringen i längd (ΔL) av föremålet dividerat med dess ursprungliga längd (L₀)
3. Förhållandet mellan spänning och töjning i det elastiska området, där deformationen är
   reversibel
4. Kraften (F) som verkar på ett föremål dividerat med tvärsnittsarean (A) av föremålet

Answer 19

Förändringen i längd (ΔL) av föremålet dividerat med dess ursprungliga längd (L₀)

Question 20

Vad är elasticitetsmodulen (E) i ett spännings- töjningsdiagram?

Välj ett alternativ:
1. Förhållandet mellan spänning och töjning i det brottgränsområdet, där materialet börjar
spricka

2. Förhållandet mellan spänning och töjning i det brottområdet, där materialet bryts helt
3. Förhållandet mellan spänning och töjning i det plastiska området, där deformationen är
   permanent
4. Förhållandet mellan spänning och töjning i det elastiska området, där deformationen är
   reversibel

Answer 20

Förhållandet mellan spänning och töjning i det elastiska området, där deformationen är
reversibel

Question 21

Varför är en spricka på undersidan av en konstruktion vid 3-punktsnedböjning allvarlig?
Välj ett alternativ:

1. Det stämmer ej. Materialet påverkas inte
2. Där utvecklas kompressionskrafter
3. Man kan inte putsa där
4. Där utvecklas dragkrafter

Answer 21

Där utvecklas dragkrafter

Question 22

Vad är proportionalitetsgränsen i ett spännings- töjningsdiagram?
Välj ett alternativ:

1. Den punkt på kurvan där spänningen börjar öka snabbare än töjningen, det vill säga kurvan
   har en ökande lutning
2. Den punkt på kurvan där spänningen är proportionell mot töjningen, det vill säga kurvan har
   en konstant lutning
3. Den punkt på kurvan där spänningen är lika med töjningen, det vill säga kurvan har en
   lutning av 1
4. Den punkt på kurvan där spänningen börjar minska medan töjningen fortsätter att öka, det
   vill säga kurvan har en minskande lutning

Answer 22

Den punkt på kurvan där spänningen är proportionel mot töjningen, det vil säga kurvan har
en konstant lutning

Question 23

Vad är ett materials belastningsgräns?
Välj ett alternativ:

1. Materialet skall inte belastas mer än elasticitetsgränsen
2. Materialet skall ej belastats mer än en viss % av proportionalitetsgränsen
3. Materialet skall inte belastas till töjningsgränsen
4. Materialet skall ej belastas mer än en viss % av brottgränsen

Answer 23

Materialet skall ej belastas mer än en viss % av brottgränsen

Question 23

Vilken av följande faktorer påverkar ett materials styvhet (E-modul)?

Välj ett alternativ:
1. Inget av alternativen
2. Materialets sammansättning
3. Dess area
4. Dess längd

Answer 23

Materialets sammansättning

Question 24

Vad är definitionen av Spänning i ett spännings- töjningsdiagram?
Välj ett alternativ:

1. Kraften (F) som verkar på ett föremål dividerat med tvärsnittsarean (A) av föremålet
2. Förändringen i längd (ΔL) av föremålet dividerat med dess ursprungliga längd (L₀)
3. Förhållandet mellan spänning och töjning i det elastiska området, där deformationen är
   reversibel
4. Den maximala spänningen ett material kan motstå innan det bryts

Answer 24

Kraften (F) som verkar på ett föremål dividerat med tvärsnittsarean (A) av föremålet

Question 24

Vad innebär ett materials elasticitetsgräns?
Välj ett alternativ:

1. Brottgränsen
2. Proportionalitetsgränsen
3. Töjningsgränsen
4. Plasticitetsgränsen

Answer 24

Proportionalitetsgränsen

Question 25

Förklara kort vad ”fatigue” innebär?
Skriv in ditt svar här

Answer 25

Utmattning är ett begrepp inom materialläran som beskriver en process inom vilket ett material förlorar sin hållfasthet på grund av upprepad belastning över tid.

Ett material som utsätts för tryck i form av cyklisk belastning kan, i sina defekter, börja utveckla mikroskopiska sprickor som växer sig större över tid, vilket slutligen leder till brott.

Spröda material
Statisk utmattning sker under konstant last, ofta på grund av långsam spricktillväxt driven av tidsberoende fenomen som miljöpåverkan eller mikroskopiska deformationer.

(Överkurs) Krypning kontra statisk utmattning
Krypning är en långsam deformation under konstant belastning, medan statisk utmattning handlar om att materialet går sönder på grund av spricktillväxt över tid.

(Överkurs) Eftersom inga material är defektfria kan det vara fördelaktigt att testa materialet genom utmattningstester (fatigue failure tests)

Question 26

Varför är en metall oftast duktil och en keram spröd? Förklara detta kort.
Skriv in ditt svar här

Answer 26

Skillnaden ligger i materialens atomiska struktur.

Metaller har en legerad struktur vilket innebär att atomerna är ordnade i ett regelbundet “gitter” - kristallina strukturer som hålls ihop av metallbindningar. Metallers valenselektroner är relativt fria att röra sig inom materialet i och med att de är delokaliserade. Detta skapar ett elektronmoln som håller atomerna samman.

Detta innebär att atomplanen, vid applicering av en yttre kraft, har möjlighet att “glida förbi varandra”. Denna förmåga avgör hur duktilt ett material är.

Keramer har inga fria valenselektroner, utan deras atomer hålls istället ihop av kovalenta bindningar (där atomer delar elektroner) eller jonbindningar (positiva och negativt laddade joner attraherar varandra). Dessa bindningar är mycket starka och tillåter inte atomerna att glida förbi varandra utan att brytas.

Question 27

Vilken av följande egenskaper är viktigast för dentala material?
Välj ett alternativ:

Hårdhet
Hållfasthet
Deformationsförmåga
Anpassningsförmåga

Answer 27

Hållfasthet

Question 28

Vad innebär ett materials elasticitetsgräns?
Välj ett alternativ:

Brottgränsen
Plasticitetsgränsen
Proportionalitetsgränsen
Töjningsgränsen

Answer 28

Proportionalitetsgränsen

Question 29

Varför är en spricka på undersidan av en konstruktion vid 3-punktsnedböjning alvarlig?
Välj ett alternativ:

Det stämmer ej. Materialet påverkas inte
Där utvecklas dragkrafter
Där utvecklas kompressionskrafter
Man kan inte putsa där

Answer 29

Där utvecklas dragkrafter

Question 30

Vad är krypning?
Välj ett alternativ:
Att materialet deformeras plastiskt över tid av en kraft
Att materialet blir mer elastiskt med tiden
Att materialet deformeras elastisk över tid av en kraft
Att materialet minskar i volym med tiden

Answer 30

Att materialet deformeras plastiskt över tid av en kraft

Question 31

Vad är hårdhet?
Välj ett alternativ:

Motstånd mot abrasion, erosion eler attrition
Motstånd mot krympning
Motstånd mot elastisk deformation
Motstånd mot brottöjning

Answer 31

Motstånd mot abrasion, erosion eler attrition

Question 32

Vad är shear strength och när används detta?

Answer 32

Shear strength / Skjuvhållfasthet beskriver materialets förmåga att motstå skjuvspänning.

Shear strength är den maximala kraften per enhetsarea som ett material kan motså utan att gå sönder genom skjuvning.

Vid exempelvis konstruktion av kronor och broar behöver man ta hänsyn till skjuvhållfastheten av materialen och adhesiven, då tuggning utsätter dessa för stora skjuvkrafter.

Question 33

Förklara skilnaden melan hårdhet och styvhet och ge exempel på situationer när respektive är
viktiga för kvaliteten i ditt dagliga arbete.

Answer 33

Hårdhet är en ytegenskap och ett mått på ett materials motstånd mot penetration i dess yta från exempelvis abrasion eller erosion.

Styvhet är ett mått på materialets motstånd mot elastisk deformation.

Vid framställning av en krona är det viktigt att ta hänsyn till både hårdheten och styvheten av materialet.
När det kommer till hårdheten vill vi inte att det ska vara för mjukt (ytan slits ner snabbt vilket påverkar både estetik och funktion) men inte heller för hårt (kan bland annat skada antoganisttänder)

En för låg styvhet kan orsaka deformation hos kronan
Om kronan har en väldigt hög styvhet kan sprödheten leda till eventuella brott

Vi bör därför välja material noggrant efter behov, för att säkerställa både lång livslängd och komfort för patienten

Question 34

Du har en bro som du skall tillverka melan 2 stödtänder och en hängande led i mitten. Vilka 2 faktorer kan du påverka så att bron inte böjs ner under belastning och varför är dessa faktorer viktiga. Motivera kort ditt svar.

Answer 34

Vi kan ändra på dimensioneringen (arean) och styvheten

E-modul (styvhet): Ett material med hög elasticitetsmodul deformeras mindre under belastning. Att välja ett material med hög styvhet, som metall eller zirkonium, minskar risken för nedböjning och sprickbildning.

Dimensionering: Genom att optimera dimensionerna kan man fördela belastningen jämnare och minska risken för skador. Då belastningen inte går att justera kan en större area ge mindre spänning per areaenhet. Vi kan dock inte överdimensionera dessa utan behöver ta hänsyn till både höjd och bredd hos konstruktionen, för patientens komfort och säkerhet.

Att optimera dessa faktorer minskar risken för deformation, brott och långsiktiga problem för patienten.

Question 35

Vad innebär att ett material är hydrofilt?
Välj ett alternativ:
Att det stöter bort vatten
Att det bildar vatten
Att det drar till sig vatten
Att det kan lösas upp av vatten

Answer 35

Att det drar till sig vatten

Question 36

Vilket av nedanstående innebär erosion på en tandyta?
Välj ett alternativ:

Att ett kemisk ämne påverkar tandytan
Att patienten vid normal bitning sliter på ytan
Att partiklar sliter på tandytan
Inget av ovanstående

Answer 36

Att ett kemisk ämne påverkar tandytan

Question 37

Vilken av följande faktorer påverkar ett materials brottspänning?
Välj ett alternativ:
Dess form
Inget av alternativen
Dess area
Dess längd

Answer 37

Dess area

Question 38

Vad innebär att ett material är styvt?
Välj ett alternativ:
Materialet motstånd mot plastisk deformation
Att ytan är hård
Materialets motstånd mot elastisk deformation
Att materialet kryper

Answer 38

Materialets motstånd mot elastisk deformation

Question 39

Vad innebär att ett material är tixotropt?bv

Answer 39

Ett tixotropt material är ett material vars viskositet ändras när det påverkas av rörelse (som ex. skjuvning), vid rörelse blir materialet mindre trögflytande. I vila blir materialet mer fast.