Materialien und industrielle Prozesse: Eine Übersicht

Materialien und industrielle Prozesse

In jeder Branche muss vor der Ausführung ein bestimmtes Projekt entwickelt werden. In diesem Projekt wird festgelegt, welche Materialien verwendet werden sollen. Die Problemstudie sollte verschiedene Kriterien für die Auswahl der Materialien enthalten:

• Eigenschaften
• Ästhetische Qualitäten
• Der Herstellungsprozess: Achten Sie darauf, ob die erforderlichen Maschinen vorhanden sind, um das Material zu bearbeiten, ob die Bediener diese nutzen können und ob sie die anzuwendende Technik beherrschen.
• Kosten: Nicht alle Materialien sind reichlich vorhanden und leicht zu beschaffen, was die Kosten beeinflusst.
• Verfügbarkeit: Die erwartete Lebensdauer auf dem Markt.
• Auswirkungen auf die Umwelt: Denken Sie am Ende der Lebensdauer des Produkts an das Potenzial für Wiederverwendung oder Recycling und die ökologischen Folgen, die durch die Entsorgung entstehen.

Mechanische Eigenschaften

Die Eigenschaften beschreiben das mechanische Verhalten von Materialien bei der Anwendung äußerer Kräfte.

Jedes Material verhält sich anders, wenn es bestimmten äußeren Kräften ausgesetzt wird. Wir müssen die mechanischen Eigenschaften von Materialien kennen, um das am besten geeignete für jede Anwendung auszuwählen.

Maschinen- und Zugversuch

Die mechanische Festigkeit ist die Fähigkeit eines Materials, Belastungen zu widerstehen, ohne zu brechen oder sich zu verformen.

Je nachdem, wie die Lasten auf das Material wirken, kann es sich um:

• Zug
• Druck
• Biegung
• Drehmoment
• Scherung

Die Form ist ein weiterer Aspekt, der die mechanische Festigkeit beeinflusst. Abhängig von der Art der Belastung gibt es Formen, die besser geeignet sind, um diese zu unterstützen.

Modelle der Verformung und des mechanischen Verhaltens

Wenn sich ein Material durch die Anwendung von Belastung verformt, kann diese Verformung zeitlich begrenzt oder bleibend sein. Im Falle einer kurzzeitigen Verformung sprechen wir von elastischer Verformung. Bei einer bleibenden Verformung sprechen wir von plastischer Verformung.

Es gibt Materialien, die ohne Pause einer Verformung unterliegen. Dies ist ein sprödes Verhalten. Es gibt Materialien, die sich vor dem Bruch erheblich verformen. In diesem Fall sprechen wir von duktilem Verhalten.

Bei der Entwicklung einer Struktur muss sichergestellt werden, dass ein Verhalten nicht spröde wird. Deformationen vor dem Auseinanderbrechen oder Risse ermöglichen es, die Gefahr des Zusammenbruchs einer Struktur und Unfälle zu erkennen.

Test-Drive

Damit die Werte in diesen Studien nicht von den Dimensionen des Stückes abhängen, verwenden wir, wenn nicht nur von seinem Material, die Begriffe Anstrengung und einheitliche Dehnung.

Einheit-Anstrengung

= Die Anstrengung ist die Beziehung zwischen der Kraft F, die auf ein Material ausgeübt wird, und dem Abschnitt, über den sie gilt.

Dehnung-Einheit

= Die uniforme Dehnung ist das Verhältnis der Dehnung, die aus einem Stück resultiert, und der ursprünglichen Länge Lo.

Diagramm-Traktion

Die Grafik wird aus Zugversuchen erstellt. Es werden Proben mit Standardmaschinen verwendet, die im Labor Anstrengungen unternehmen, um die Spannung zu brechen.

Elastische Zone

Die hier erzeugten Verformungen sind vom Typ elastisch.

Der Wert des E-Moduls kann als die Steifigkeit des Materials interpretiert werden.

Kunststoff-Zone (AE)

Vom Startpunkt A an entstehen permanente Verformungen. Im Punkt B liegt die Elastizitätsgrenze, die die maximale Anstrengung ist, der ein Material widerstehen kann, ohne bleibende Verformungen zu erleiden.

Die maximale Anstrengung, die bei der Gestaltung eines Stückes verwendet wird, wird als maximale Betriebsspannung bezeichnet.

In dem Abschnitt, der sich von der Elastizitätsgrenze B nach C erstreckt, tritt das sogenannte Kriechen auf. Das Material dehnt sich fast ohne verstärkte Anstrengung.

In dem Abschnitt zwischen den Punkten C und D braucht die Aushärtung des Materials die Anstrengung, um das Material weiter zu verzerren.

In diesem Abschnitt sind Verformungen immer dauerhaft.

Wenn der Punkt D erreicht ist, beginnt die Probe zu brechen. Die Anstrengung um Punkt D wird als Bruchanstrengung bezeichnet und ist die maximale Anstrengung, die das Material vor dem Bruch aushalten kann.

Wenn sich das Muster verjüngt, sinkt die Anstrengung, um die Kurve zu senken, bis zum Punkt T, an dem die Probe in zwei Teile geteilt wird.

Die Verlängerung ist die Erfahrung, die die Probe genau im Moment der Zäsur macht.