بخشی از پاورپوینت
--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ----
اسلاید 1 :
- مواد مهندسی دارای خواص مختلفی هستند و مهندس باید برای کار خود آنها را انتخاب کند.
- مواد مهندسی 5 گروه هستند:
1-فلزات (مثل: آهن، مس، آلومینیم، نقره و طلا)
2- سرامیک ها (مثل: ماسه، آجر، شیشه و گرافیت)
3-پلیمر ها (مثل: PP، ABS )
4-کامپوزیت ها (مثل: فیبر های کربن و پشم شیشه در رزین ها)
5-نیمه هادی ها (مثل: موادی که درترانزیستور ها و آی سی ها بکار می روند)
- فرآیند انجام گرفته روی مواد روی ساختار و خواص آنها اثر می گذارد.
اسلاید 2 :
- خواص مواد به ساختار آنها بستگی دارد.
- ساختار کریستالی مواد (فلزات):
–هنگام سرد شدن ذوب، اتم ها بشکل منظمی قرار می گیرند.
–اگر آنها را باخط بهم وصل کنیم یک شکل هندسی سه بعدی تشکیل می دهند (شبکه فضایی).
–شبکه واحد: کوچکترین واحد ساختار شبکه فضایی
اسلاید 3 :
- ساختارکریستالی: غالبا مکعبی یا شش وجهی منظم است (شکل 1-2):
- انواع شبکه کریستالی (14 نوع وجود دارد) مهمترین آنها:
–مکعب با وجوه مرکز دار (FCC)
–مکعب مرکز دار (BCC)
–هگزاگونال ساده (HCP)
- مواد چند شکلی (پلیمرف): موادی که در اثر حرارت ساختار اتمی آنها تغییر می کند.
- مواد بیشکل (آمرف): موادی که اتمم های آنها شبکه کریستالی تشکیل نمی دهند (لاستیک، شیشه های فلزی، ترموپلاست ها، پلیمرهای شفاف)
اسلاید 4 :
- مکعب با وجوه مرکز دار (FCC)
–یک اتم در هر گوشه و یک اتم در مرکز هر وجه
–مس، طلا، نیکل، آلومینیم، و آلیاژ های این فلزات
–شکل پذیری بالا، هدایت الکتریکی خوب
- مکعب مرکز دار (BCC)
–یک اتم در هر گوشه و یک اتم در مرکز مکعب
–آهن، سدیم، وانادیم، مولیبدن
–تغییر شکل پلاستیکی
- هگزاگونال ساده (HCP)
–شش اتم در هر گوشه یک شش وجهی، یک اتم در مرکز آن، سه اتم در صفحه های میانی
–روی، کادمیم، کبالت و تیتانیم
–شکل پذیر خوبی دارند و براحتی تغییر شکل می دهند.
اسلاید 5 :
- خواص مواد:
–مواد دارای خواص فیزیکی (مثل وزن و هدایت الکتریکی)، شیمیایی (مثل زنگ زدن آهن)، مکانیکی (مقاومت در برابر نیروی مکانیکی)، الکتریکی (هدایت الکتریکی) و ... هستند.
- انتخاب مواد:
–برای محصولات مهندسی معمولا بر اساس کاربرد آنها مواد انتخاب می شود.
–نمونه: پلاستیک بعلت سبکی در ساخت خودکار، مس بدلیل هدایت حرارتی در ساخت سیم برق
–روش تولید به خواص مکانیکی مواد بستگی دارد (چدن را نمی توان از روش شکل دهی تولید کرد).
- انواع تنش و کرنش، نمودار تنش و کرنش، قانون هوک و مدول یانگ را از مقاومت مصالح بیاد بیاورید (اگر فراموش کرده اید مطالعه کنید، شکل 2-5)
اسلاید 6 :
- حدالاستیک: جایی که با تنش کمتر از آن جسم پس از برداشتن تنش به حالت اولیه بر می گردد (نقطه P).
- ناحیه الاستیک: از ابتدای نمودار تنش کرنش تا نقطه P
- محدوده پلاستیک: (تنش از نقطه P تا انتهای نمودار)
- صلبیت یا صفتی: مدول الاستیسیته (E)
- خواص مکانیکی:
–استحکام:
- استحکام تسلیم (تنش حد سیلان) P، (در بعضی از مواد استحکام شکست و حد اکثر استحکام کششی برابر است و استحکام تسلیم ندارند، شکل 2-6).
–استحکام تسلیم در مواد شکل پذیر مثل آلومینیم و برنز: تقاطع خط موازی از کرنش 0.002 با ناحیه خطی منحنی تنش کرنش
- استحکام کششی (تنش ماکزیمم قبل از گسیختگی) T
- استحکام شکست (تنش گسیختگی) R
اسلاید 7 :
–شکل پذیری:
- حد اکثر تغییر شکل پلاستیک قبل از شکست
- قابلیت تحمل کرنش های دائمی و تغییر شکل های پلاستیکی قبل از شکست
- مواد داکتیل یا شکل پذیر (مواد کمتر داکتیل = مواد شکننده): طلا، 24 گرم=80کیلومتر
- خم کاری و نورد کاری
- بدنه اتوموبیل، پوکه فشنگ
–سختی:
- مقاومت در برابر نفوذ مکانیکی جسم خارجی
- مقاومت در برابر خراش و سایش
- الماس سخت ترین ماده است.
- کاربرد مواد سخت: ابزار های برشی ساختمان ماشین های ابزار
–چقرمگی:
- مقاومت در برابر نیروهای ناگهانی و جذب مقدار معینی انرژی بدون تغییر شکل پلاستیک
- به استحکام و شکل پذیری ماده بستگی دارد.
- سطح زیر منحنی تنش –کرنش تا نقطه شکست
- ابزار های فرزکاری و چرخ دنده های تحت اثر نیرو های ضربه ای
اسلاید 8 :
–شکنندگی:
- با تغییر شکل پلاستیک کم بسرعت می شکنند. حد تسلیم ندارند، گلویی نمی شوند. در مقابل کشش ضعیف تر از فشارند.
- چدن، شیشه و مواد سرامیکی
–قابلیت چکش خواری
- قابلیت تبدیل شدن به ورق نازک بدون پارگی با استفاده از فشار ( به تفاوت با خاصیت شکل پذیری توجه فرمایید).
- سرب، آلومینیم، مس و قلع
–قابلیت ارتجاعی (فنریت)
- توانایی جذب انرژی در محدوده الاستیک توسط آن ماده و برگشت آن پس از برداشتن نیرو
- مقدار آن برابر سطح زیر منحنی نمودار تنش-کرنش در محدوده الاستیک است.
- کاربرد درکمک فنر ها و فنر ها
–سفتی
- مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک
- مدول الاستیسیته بالاتر = سفتی بیشتر
–نسبت پواسن را از کتاب مطالعه کنید.
اسلاید 9 :
–عوامل موثر در نوع شکست:
- ساختار کریستالی، خلوص ماده، خواص مکانیکی و حرارتی آن، دمای کاری، نوع تنش های وارد شده، حالت تنش، نرخ بارگذاری و عوامل محیطی
–انواع شکست:
- شکست نرم، شکست ترد، شکست خزشی و شکست ناشی از خستگی
–شکست نرم:
- با پدیده رشد ترک ها و گلویی شدن اتفاق می افتد (شکل 8-2).
- وقتی تنش با استحکام همچسبی (بین مولکولی) برابر شود ترک ها شروع به رشد می کنند.
- شکست در زاویه 45 درجه اتفاق می افتد
- در فرآیند های فلز کاری مثل کشش عمیق و آهنگری (فورجینگ) استفاده می شود.
اسلاید 10 :
- شکست ترد:
–به تغییر شکل پلاستیکی نیاز نیست. اگر چه درهنگام رشد ترک ها ممکن است ظاهر شود.
–مقاومت کمی در برابر رشد ترک ها دارد.
–ممکن است در اثر بارهای ضربه ای در تنش های بسیار کمتر از تنش حد سیلان ماده و بدون علائم قبلی ظاهر شود.
–نوعا در قطعات بزرگ که تحت بار ضربه ای قرار می گیرند، اتفاق می افتد.
- شکست خزشی:
–خزش: در اجسام تحت بارگذاری ثابت، در طول زمان (یکماه تا چند ده سال) تغییر شکل صورت می پذیرد.
–در محیط های خورنده و دماهای کاری بالا، رفتار تنش-کرنش و نیز شکست مواد به زمان بستگی خواهد داشت.
–در محیط های غیر خورنده و دمای محیط نیز ممکن است رفتار خزش صورت پذیرد.
–مقدار خزش به مدول الاستیسیته ماده، استحکام حد سیلان، تنش وارد شده به آن و دمای کاری بستگی دارد.
– در فلزاتی مثل آلومینیم و سرب، خزش در دماهای معمولی و بالاتر اتفاق می افتد.
–در فولاد آلیاژی خزش در دماهای بسیار بالا اتفاق می افتد.
–در چوب و بتون، درجه حرارت در خزش پارامتر مهمی نیستند.
–در طراحی توربین های بخار، دیگ بخار، موتور های بخار و موتور هواپیما خزش پارامتر مهمی است.
