Uke 1, Materialers mekaniske egenskaper og Metaller Flashcards
Hva er strekk?
Kraft per arealt påført normalt vekk fra en overflate
Hva er trykk?
Kraft per areal påført normalt på en overflate,
Hva er skjær?
Kraft per areal påført langs en overflate
Hva er nominell tøyning (strain)?
Hva er formelen?
Og hva en enheten?
Nominell tøyning er hvor mye geometrien endrer seg.
e = (L-L0)/L0
Ingen enhet
Hva er nominell spenning (stress)? Hvilke to formler er det for den? Og hva er enheten?
Spenning i mekanikk er kraft per arealenhet. Når ytre krefter påvirker materialet, opptrer det spenninger i det (https://snl.no/spenning_-_mekanikk).
Nominell spenning antar at arealet er det samme under prosessen.
s = F/A0, der A0 er tverrsnittsareal
s = E*e (hookes lov), der e er nominell tøyning
N/m2
NB! Av og til er strekkgrensen Y lik s!
Hvilken lov beskriver forholdet mellom tøyning og spenning? Når anvendes den?
Hookes lov
s = E * e, der E er Young’s konstant
Hookes lov anvendes når deformasjonen er elastisk.
NB! Av og til er strekkgrensen Y lik s!
Hva er plastisk deformasjon?
Deformasjon som er permanent
Hva er elastisk deformasjon?
Deformasjon som er midlertidig
Hva er elastitesmodulen? Hvilket tegn bruker den? Og hva er enheten?
Hva sier den ikke noe om?
Elastitetsmodulen, også kjent som E-modul og Young’s konstant, beskriver hvor mye som skal til for å tøye materialet.
E
N/m2
Elastisitetsmodulen beskriver ikke hvor sterkt materialet er.
Hva er strekkgrensen/flytgrensen? Hva er formelen? Hvilken enheten har den?
Flytegrensen er maks tøyning et materiale kan ta før det blir plastisk deformasjon.
Y = F/A0
Enhet: Pa. Dersom arealet er gitt i mm2 er enheten MPa
0.2%
Hva er strekkfasthet (tensile strength)? Hva er formelen? Og hvilken enhet har det?
Strekkfasthet er maks spenning et materiale kan ta før det blir brudd.
TS = Fmax / A0
N/m2
Hva er deformasjonsherding? Hvorfor skjer det?
Når et materiale deformeres blir det “sterkere”. Grunnen er at flytgrensen blir større, og materialet vil dermed tåle en større spenning før det forekommer plastisk deformasjon (bit.ly/33jwSOq).
Bemerker at dersom deformasjonen er for stor i deformasjonsherdingen, kan materialet bli “svakere”.
Hva er duktilitet? Hva er formelen for bruddforlengelse?
Materialets evne til å deformeres plastisk uten brudd, det motsatte av sprøhet.
EL = (Lf - L0)/L0, der Lf er lengden materialet er ved brudd (maks lengde).
Multipliser med 100 for å få bruddforlengelse i prosent.
Hva er forskjellen mellom tøyning og sann tøyning? Hva er formelen for sann tøyning?
Mens tøyning antar lik lengde, tar sønn tøyning til høyde for at lengden til materialet endres. For eksempel blir lengden større ved en strekktest.
ε = ln(L/L0)
Hva er forskjellen på nominell spenning og sann spenning? Hva er formelen for sann spenning?
Mens spenning antar likt tverrsnittsareal, tar sann spenning til høyde for endringen i tverrsnittet. For eksempel ved en strekktest vil tverrsnittet reduseres.
σ = F/A, der den originalt var F/A0
Beskriv den nominelle spennings- vs tøyningskurven
Y
TS
0.2% offset
Plastic, Elastic, Break
Beskriv den ekte spenning- vs tøyningskurven
Hva beskriver eslastisitetsmodulen? Hvordan beregner man elastisitetsmodulen basert på en stress-tøyningskurve? Hva er enheten? Hva bør man være obs på?
Den beskriver hvor resistant et materiale er mot elastisk deformasjon. Dette blir dermed stigningstallet til den lineære delen av stress-tøyning grafen (bit.ly/34Nj0wS). Altså blir dette
E = (σ2-σ1)/(ε2-ε1)
Enhet: Pa.
NB! Nå man ser på punktet (σ2,ε2) er det fristende å bruke punktet (0,0) som det første. Men dette er ikke presist, ettersom grafen endrer seg med 0.002 (eller 0.2%). Derfor blir det riktige punktet(σ1,ε1) = (0,0.002).
NB2! σ og ε referer til ekte spenning og ekte tøyning. Der det er nominell spenning og nominell tøyning skal s og e brukes.
Hva beskriver flytekurven? Hva er formelen?
Flytekurven er en nokså god beskrivelse av tøyning-spenning grafen til et materiale som gjenomgår plastisk deformasjon.
σ = K*εn, der K er styrkekonstanten og n er fastningseksponenten.
Høyere K betyr et sterkere materiale. Fastningseksponenten beskriver hvor fort et materiale øker i styrke under plastisk deformasjon. Hvis den knekker raskt etter flytegrensen er n lav og vice versa.
Hva er de 3 idealiserte modellene av flytekurven?
Perfekt elastisk -> strikk
Elastisk-plastisk -> plastelina
Elastisk og deformasjonsherdende
Hva er skjærtøyning? Hva er formelen?
Skjærtøyning er hvor mye geometrien endrer seg når en spenning blir påført langs en overflate.
γ = δ / b, der δ og b er beskrevet i figuren
Hva er skjærspenning? Hva er formelen for skjærspenning? Hva er enheten?
Skjærspenning er i et stivt, elastisk legeme den spenningen som oppstår ved tverrbelastning (snl.no/skjærspenning)
τ = F/A, der A er arealet til siden som utsettes for skjærkrefter.
Pa, pascal
Hva er forholdet mellom skjærtøyning og skjærspenning?
τ = G * δ, der G er skjærmodulkonstanten, δ er skjærtøyning og τ er skjærspenning
G ≈ 0.4 E
Hva er skjærfasthet? Og hva er formelen?
Sjærfasthet er et materials evne til å motstå brudd når utsatt for skjærkrefter.
S ≈ 0.7 TS, der TS = Fmax/A0. A0 er arealet til overflaten det utøves en kraft på.
Ved sponbearbeiding er S = τ = Fs/As (s11 i sponskjærende bearbeiding pdf, uke 2).
Hva er hardhet? Hva er formelen? Hva må man være obs på?
Hardhet er et materiales evne til å motstå plastisk deformasjon
Formel: se bilde
NB! Denne formelen antar at F er i kg, ikke Newton! (hvorfor de ikke har endret det offisielt i etterkant vet ikke jeg…)
Hva er forholdet mellom hardhet og strekkfasthet?
TS = Kh*HB, der Kh er hardhetskonstanten.
Kh ≈ 3.45
Formelen beskriver forholdet mellom hardhet og hvor mye spenning et materiale tåler før det blir brudd.
Hva er stål?
Stål er jernlegering med lavt karboninnhold (0.02% - 2.1%)
Hva er støpejern?
Jernlegering med høyt karboninnhold (2.1% - 4%)
Hva er 5 ikke-jern metaller som typisk brukes i produksjon?
Aluminion-legeringer
Magnesium-legeringer
Kobber-legeringer (bronse, messeing)
Nikkel-legeringer
Sink-legeringer
Hvilke superlegeringer har vi? Hvorfor trenger vi dem? Og hva må man være obs på?
Superlegeringer er
- Jern-base-legeringer
- Nikkel-base-legeringer
- Kobolt-base-legeringer
Benyttes når det er nødvendig med svært sterke materialer som også beholder styrken ved høye temperaturer.
De er vanskelige å bearbeide mekanisk, og støping er den enkleste måten å forme de på.
