Material. VT1 1,5 p Janne Färm

Relevanta dokument
Materiallaboration. Materialprovning

Hållfasthetslära. HT1 7,5 hp halvfart Janne Carlsson

Material föreläsning 4. HT2 7,5 p halvfart Janne Färm

Material föreläsning 4. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Material föreläsning 3. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Material föreläsning 9. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Hållfasthetslära Lektion 2. Hookes lag Materialdata - Dragprov

Material. VT1 1,5 p Janne Färm

Material. VT1 1,5 p Janne Färm

Belastningsanalys, 5 poäng Töjning Materialegenskaper - Hookes lag

TENTAMEN Material. Moment: Tentamen (TEN1), 3,5 högskolepoäng, betyg 3, 4 eller 5. Skriv din kod, kurskoden och kursnamn på varje inlämnat blad!

Spänning och töjning (kap 4) Stång

Belastningsanalys, 5 poäng Tvärkontraktion Temp. inverkan Statiskt obestämd belastning

Material, form och kraft, F4

Dragprov, en demonstration

Material föreläsning 3. HT2 7,5 p halvfart Janne Färm

Mekaniska Egenskaper och Brottanalys

Material lektion 1. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Hållfasthetslära. VT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Hållfasthetslära. VT2 7,5 p halvfart Janne Färm

VSMA01 - Mekanik ERIK SERRANO

Härdningsmekanismer OBS: Läs igenom handledningen för laborationen.

Grundläggande maskinteknik II 7,5 högskolepoäng

Tentamen i Hållfasthetslära gkmpt, gkbd, gkbi, gkipi (4C1010, 4C1012, 4C1035, 4C1020) den 13 december 2006

HÅLLFASTHETSLÄRA Hållfasthetslärans grundläggande uppgift är att hjälpa oss att beräkna dimension och form hos en konstruktion så att den vid

Hållfasthetslära. VT2 7,5 p halvfart Janne Färm

Tentamen i Hållfasthetslära AK2 för M Torsdag , kl

P R O B L E M

Lösningsförslag, Inlämningsuppgift 2, PPU203 VT16.

Tekniska Högskolan i Linköping, IKP Tore Dahlberg TENTAMEN i Hållfasthetslära; grk, TMMI17, kl DEL 1 - (Teoridel utan hjälpmedel)

Material, form och kraft, F11

Hållfasthetslära. VT2 7,5 p halvfart Janne Färm

Hållfasthetslära. VT2 7,5 p halvfart Janne Färm

Betongprovning Hårdnad betong Elasticitetsmodul vid tryckprovning. Concrete testing Hardened concrete Modulus of elasticity in compression

Material repetitionsföreläsning 10. HT2 7,5 p halvfart Janne Färm

Biomekanik Belastningsanalys

Tentamen i Hållfasthetslära AK

Belastningsanalys, 5 poäng Balkteori Deformationer och spänningar

Fordringar i EN och EN för att undvika sprödbrott Bo Lindblad, Inspecta Sweden AB

97/23/EG PED KEEPING THINGS TOGETHER

Material, form och kraft, F9

SVENSK STANDARD SS

Miniräknare + Formelblad (vidhäftat i tesen) 50 p

= 1 E {σ ν(σ +σ z x y. )} + α T. ε y. ε z. = τ yz G och γ = τ zx. = τ xy G. γ xy. γ yz

Återblick på föreläsning 22, du skall kunna

Hjälpmedel: Miniräknare, bifogat formelblad textilmekanik och hållfasthetslära 2011, valfri formelsamling i fysik, passare, linjal

Angående skjuvbuckling

Tentamen i Hållfasthetslära AK

Material. VT1 1,5 p Janne Färm

Program för Hållfasthetslära, grundkurs med energimetoder (SE1055, 9p) VT 2013

Material föreläsning 6. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

TENTAMEN I HÅLLFASTHETSLÄRA FÖR I2 MHA april (5 timmar) Lärare: Anders Ekberg, tel

Materialfysik2010 Kai Nordlund

Projekt : Samverkan upplagstryck-5 mm spikningsplåt

Eurokod 3 del 1-2 Brandteknisk dimensionering av stålkonstruktioner

TENTAMEN MTGC12, MATERIALTEKNIK II / MTGC10 MATERIALVAL

Välkommen till Hållfasthetslära gk med projekt (SE1010) Föreläsare för T: Sören Östlund

KOHESIVA LAGAR I SKJUVNING EN EXPERIMENTELL METOD MED PLASTICERANDE ADHERENDER

Hållfasthetslära Sammanfattning

Tentamen i Hållfasthetslära AK

Rostfritt stål SS-stål Stainless steel SS steel 23 77

K-uppgifter Strukturmekanik/Materialmekanik

Lösning: B/a = 2,5 och r/a = 0,1 ger (enl diagram) K t = 2,8 (ca), vilket ger σ max = 2,8 (100/92) 100 = 304 MPa. a B. K t 3,2 3,0 2,8 2,6 2,5 2,25

VSMA01 - Mekanik ERIK SERRANO

Lätta konstruktioner. HT2 7,5 p halvfart Lars Bark och Janne Färm

Material, form och kraft, F5

ALLOY 600 UNS N06600, , NiCr15Fe

Laboration i Hållfasthetslära AK1

Textil mekanik och hållfasthetslära. 7,5 högskolepoäng. Ladokkod: 51MH01. TentamensKod: Tentamensdatum: 12 april 2012 Tid:

Material föreläsning 6. VT1 7,5 p halvfart Janne Carlsson

PPU408 HT15. Beräkningar stål. Lars Bark MdH/IDT

LABORATION I HÅLLFASTHETSLÄRA AK1

ALLMÄNNA EGENSKAPER ///////////////////////////////////////////////////////////////

Termisk åldring av rostfritt gjutstål

Att beakta vid konstruktion i aluminium. Kap 19

Den ideala kombinationen av både fjäder och dämpare. Fördelar. Lång livslängd

Att konstruera med stål Läromedel för konstruktörer. Modul 9. Brottmekanik. Kjell Eriksson

Dimensionering i bruksgränstillstånd

Tekniska Högskolan i Linköping, IKP Tore Dahlberg TENTAMEN i Hållfasthetslära; grk, TMMI17, kl DEL 1 - (Teoridel utan hjälpmedel)

Belastningsanalys, 5 poäng Fiberarmering - Laminat

TENTAMEN MTGC12, MATERIALTEKNIK II / MTGC10 MATERIALVAL

Sylodyn. Dynamiska prestanda för exceptionella krav. Fördelar. Leveransprogram

50 poäng. Rättningstiden är i normalfall 15 arbetsdagar, annars är det detta datum som gäller:

Tillåtna hjälpmedel: Typgodkänd räknare, Formelblad m.m. sitter sist i tentan SVAR SKALL ALLTID ÅTFÖLJAS AV MOTIVERING.

LÖSNINGAR. TENTAMEN i Hållfasthetslära grk, TMHL07, kl DEL 1 - (Teoridel utan hjälpmedel)

Gruvhissar Analys och mätning, ett projektexempel. Erik Isaksson, Inspecta Technology AB

Experimentella metoder, FK3001. Datorövning: Finn ett samband

HÅLPROFILER & SVETSAD TUB

Rostfritt stål SS-stål Stainless steel SS steel 23 01

Sensorer, effektorer och fysik. Mätning av töjning, kraft, tryck, förflyttning, hastighet, vinkelhastighet, acceleration

EXPERIMENTELLA METODER LABORATION 2 UPPTÄCK ETT SAMBAND BALKEN

Skivbuckling. Fritt upplagd skiva på fyra kanter. Före buckling. Vid buckling. Lund University / Roberto Crocetti/

Skjuvning och skjuvspänning τ

Material, form och kraft, F2

Repetition. Newtons första lag. En partikel förblir i vila eller likformig rörelse om ingen kraft verkar på den (om summan av alla krafter=0)

Tekniska Högskolan i Linköping, IKP Tore Dahlberg TENTAMEN i Hållfasthetslära; grk, TMMI17, kl DEL 1 - (Teoridel utan hjälpmedel)

Möjligheter och begränsningar hos höghållfasta stål

Marknadskontroll av byggprodukter. Slutrapport för kallformade konstruktionsrör

Viktigt! Glöm inte att skriva Tentamenskod på alla blad du lämnar in.

PPU408 HT15. Beräkningar stål. Lars Bark MdH/IDT

Transkript:

Material VT1 1,5 p Janne Färm

Torsdag 29:a Januari 10:15 12:00 Föreläsning M2 KPP045 Material-delen Förmiddagens agenda Materials mekaniska egenskaper del 1: Kapitel 6 Paus Provning Materials mekaniska egenskaper del 2: Kapitel 7 Kurshemsida http://zoomin.idt.mdh.se/course/kpp045/material/index.asp Kursbok 55 eller 666 kr http://www.cengagebrain.co.uk/shop/search/9781111576868 http://www.bokus.com/bok/9781111576868/essentials-ofmaterials-science-engineering/ 2

Materials mekaniska egenskaper Styvhet, E-modul Hårdhet Styrka, sträckgräns Styrka, brottgräns Brottöjning Utmattningsgräns Brottseghet 3

Styrka och styvhet Spänning uppkommer i material när vi belastar det Töjning en ändring av formen är materialets svar Ceiiinosssttuv Robert Hooke 1660 Ut tensio sic vis 1678 Såsom förlängningen så ock kraften Styvhet är motståndet mot elastisk formändring Styrka är motståndet mot permanent formändring eller kollaps 4

Materialegenskaper Spänning och töjning är inga materialegenskaper Orsak och verkan Styvhet och styrka är materialegenskaper Elasticitetsmodulen, E Sträckgränsen R e (s y elastic limit, s s ) Brottgränsen R m (s ts tensile strength, s B ) Styvhet, styrka och densitet De mest centrala materialegenskaperna i mekanisk design 5

Densitet Massa per volymsenhet kg/m 3 Figure 4.1 Dubbelvägningsmetoden för att fastställa densiteten 6

Olika belastningar av en stav (a) dragstång - dragtöjning (b) sträva - kompression (c) balk - böjning (d) axel vridning (e) rör två-axlig töjning Figure 4.2 7

Spänning (Stress) 1 N/m 2 = 1 Pascal (Pa) 10 3 Pa = 1 kpa 10 6 Pa = 1 MPa = 1N/mm 2 10 9 Pa = 1 GPa 1 N = tyngden av ett äpple 1 Pa = trycket av ett Papper (100g/m 2 ) Normalspänning Kraften verkar normalt mot ytan Positiv F ger dragning (tension) Negativ F ger kompression (compression) Skjuvspänning Kraften verkar parallellt med ytan Skugggade ytan har skjuvspänning Hydrostatiskt tryck Volymsändring utan formändring Figure 4.3

Töjning (Strain) (a) Töjning är relativa ändringen och därför dimensionslös Normaltöjning är positiv vid dragning och negativ vid kompression Figure 4.3

Spänning-töjningskurvor Första delen är rak och elastisk Material återgår till ursprunglig form vid avlastning I den linjärt elastiska delen är töjningen proportionell mot spänningen E: Elasticitetsmodulen, Young s modulus G: Skjuvmodulen, shear modulus K: Bulkmodulen, bulk modulus Figure 4.4 10

Spänning Töjning spröda material Enbart elastisk deformation Ingen sträckgräns Elastiskt till brottgränsen 11

Spänning Töjning sega material Brottgränsen är det maximala värdet Sträckgränsen är slutet på det elastiska området Permanent deformation uppstår vid spänningar över sträckgränsen Materialet återfår inte sin ursprungliga form 12

Poissons tal, tvärkontraktionstalet Kvoten mellan ändringen av tjockleken och ändringen av längden Kopplar ihop E-modul, skjuvmodul och bulkmodul med varann Poissons tal är mellan -1 och 0,5 0,5 ger ett inkompressibelt material, t.ex. Gummi 0 för kork och 0,3 för metaller

Spänning Fri töjning Töjning kan orsakas av mer än spänning Om töjningen då förhindras så uppstår spänningar, t.ex. värmespänningar Figure 4.7

Material Egenskapskartor Modul - densitet Identifierar material som är både styva och lätta Avgörande för materialval vid styvhetsbegränsad design Figure 4.8 15

Designkritiska egenskaper Designkraven på komponenten avgör vilka mekaniska egenskaper som är kritiska Komponenten måste vara styv E-modulen kritisk Komponenten måste klara en viss deformation sträcktöjning (R e /E) kritisk Komponenten ska bära en stor last Sträckgräns och brottgräns kritiska Komponenten ska klara många belastningar Utmattningsgränsen kritisk 16

Materialmodeller - Belastning Låg last vid rumstemperatur Linjärt elastiskt material Modell: fjäder Hög last med stor deformation Idealplastiskt material Modell: kloss Hög last med måttlig deformation Elastiskt-idealplastiskt material Modell: fjäder och kloss Last vid mycket hög temperatur Visköst material (trögflytande vätska) Modell: dämpare Last vid förhöjd temperatur Viskoelastiskt material Modell: fjädrar och dämpare 17

Provning Materialprovning Komponentprovning Produktprovning Vem provar? Materialtekniker provar material i speciella laboratorier Labingenjörer provar komponenter på företagets lab Projektingenjörer provar komplett produkt i verklig miljö Varför provar vi? Testa nya idéer Verifiera beräkningar Certifiera produkten 18

Dragprovning Dragprovning ger information om provobjektets styvhet och styrka vid långsamt varierande last Dragprovet ger även information om hur stor plastisk deformation objektet har innan brott sker, sprött brott eller segt brott Resultat från dragprov Elasticitetsmodulen, E Sträckgränsen, R e (R eh, R el, R p0,2 ) Brottgränsen, R m Sträcktöjningen, R e /E Brottförlängningen, A 5 Dragprovning görs enligt SS-EN ISO 6892-1 vid rumstemperatur http://www.youtube.com/watch?v=d8u4g5kcpcm 19

Plasticering Sträckgränsen, R e, är den spänning bortom vilken materialet plasticerar deformationen blir permanent Bestäms genom dragprov Enhet MPa eller N/mm 2 Sträcktöjningen är den maximala elastiska töjningen R e /E i storleksordningen 0,1-1 %

Spänning Töjningskurva: Metall Figure 6.1 Sträckgränsen, R p0,2 är den spänning som ger 0.2% resttöjning Då spänningen passerar sträckgränsen deformationshärdar många metaller Maximala spänningen är definierad som brottgränsen R m

Sann spänning och töjning När ett material plasticeras så kan dimensionerna ändras betydligt. Den sanna spänningen och töjningen tar hänsyn till detta vilket den nominella inte gör. Figure 6.6

Ideal Styrka Spännings töjningskurva för en atombindning Idealt så är styrkan hos ett material kraften som krävs för att bryta atombindningen En bindning brister om den sträcks mer än ungefär 10% Kraften som krävs blir då: Figure 6.9

Figure 6.10

Paus Dags för en liten bensträckare! 25

Slagprovning Slagprovning ger information om provobjektets styrka vid hastigt varierande last Slagprovet ger besked om brottet är sprött eller segt och om vid vilken omslagstemperatur en övergång från sprött till segt sker Resultat från slagprov Slagsegheten, KV Slagprovning görs enligt SS-EN ISO 148-1 26

Slagprov Pendelhejare. Den röda provstaven visar hur provstaven ska placeras. Slagprov Charpy : http://www.youtube.com/watch?v=tpghqqvftao 27

Omslagstemperatur 28

Hårdhetsprovning Vid hårdhetsprovning provar man lokalt hur väl ytan kan motstå plastisk deformation Hårdhetsmätning används ofta för att kontrollera härdning av material Det finns tre olika metoder; Brinell HB, Vickers HV och Rockwell HRB & HRC Brinell och Vicker mäter intryckets diameter Rockwell mäter intryckets djup (Snabbare metod) Vickers kan mäta på tunna ytskikt och blir allt vanligare 29

Hårdhetsprovning Hårdhetsprovning enligt Rockwell C, HRC http://www.youtube.com/watch?v=g2jgnlivnc4 30

Brottmekaniken - Solidmekaniken I solidmekaniken räknar vi med perfekta solider Materialet är homogent isotropt och linjärt elastiskt I Brottmekaniken förutsätter vi att materialet har defekter Materialet har sprickor hur mycket kan vi belasta? Vid en given last hur stora kan sprickorna högst vara? 31

Styrka mot Seghet Styrka Motstånd mot plasticering -> segt brott Seghet Motstånd mot spricktillväxt -> sprött brott Figure 8.1

Seghetstestning Figure 8.2 De här testmetoderna ger oss möjlighet att jämföra materials seghet Det ger dock inte segheten som en materialegenskap

Nominell spänning som belastar en skarp spricka Den lokala spänningen ökar drastiskt vid sprickspetsen Figure 8.3 c spricklängd r avstånd till sprickspetsen σ nominell spänning Y geometrisk konstant

Spänningsintensitetsfaktorn Mod 1 spänningsintensitetsfaktor Mod 1 gäller för dragspänning vinkelrätt mot sprickan