Fahatakarana ny herin'ny tapaka: Hevi-dehibe, fitsapana ary fampiharana

Ny tanjaky ny fracture dia fananana fototra izay mitana anjara toerana lehibe amin'ny siansa sy ny injeniera ara-materialy, manampy amin'ny famaritana ny fitondran-tenan'ny fitaovana iray ao anatin'ny adin-tsaina, indrindra rehefa mandalo tsy fahombiazana. Izy io dia manome fanazavana momba ny adin-tsaina ambony indrindra azon'ny fitaovana iray zakaina alohan'ny hamoahana azy, manolotra ny injeniera sy ny mpahay siansa momba ny fitaovana ny angon-drakitra ilaina hisafidianana fitaovana mety amin'ny fampiharana samihafa. Ato amin'ity lahatsoratra feno ity dia hojerentsika hoe inona ny tanjaky ny fracture, ny dikany, ny fomba isan-karazany amin'ny fracture, ary ny fomba hitsapana azy amin'ny tontolo famokarana. Ho fanampin'izay, hiditra ao anatin'ny fanamby mifandraika amin'ny fitsapana tanjaky ny fracture sy ny maha-zava-dehibe ny fahatakarana ny curve strein-stress isika.

Inona no atao hoe Fracture Strength?

Ny tanjaky ny fracture dia manondro ny habetsan'ny adin-tsaina na hery ambony indrindra azon'ny fitaovana iray alohan'ny hiharan'ny tsy fahombiazan'ny loza, izay mampiavaka ny fracture. Mitranga izany tsy fahombiazana izany rehefa tsy mahazaka ny enta-mavesatry ny akora intsony ny rafitra anatiny, ka miteraka fiparitahan'ny triatra izay mitarika ho tapaka tanteraka amin'ny farany. Amin'ny ankapobeny dia aseho amin'ny unit-ny fanerena, toy nypascals (Pa) or kilao isaky ny santimetatra toradroa (psi), Ny tanjaky ny tapaka dia fananana tena ilaina izay manampy ny injeniera haminavina ny fomba fiasan'ny fitaovana eo ambanin'ny toe-javatra tena izy, indrindra amin'ny fampiharana ara-drafitra izay mety hitera-doza ny tsy fahombiazana.

Miankina amin'ny lafin-javatra maro ny tanjaky ny fahavakisan'ny akora iray, anisan'izany ny azyfananganana kristaly makarakara, firaka na fitambarana rafitra, ary nydingana famokaranatafiditra. Ny fitaovana dia mampiseho ambaratonga isan-karazany amin'ny tanjaky ny fracture, indrindra noho ny fandaminana atomika sy ny karazana fifamatorana eo amin'ny atoma.

Karazana akora mifototra amin'ny herin'ny tapaka:

• Fitaovana marefo: Ny beton, ny seramika ary ny vy vita amin'ny volontsôkôlà dia matetika matanjaka eo ambanin'ny fanerena saingy ambany ny tanjaky ny tapaka. Ireo fitaovana ireo dia afaka mitantana tsara ny herin'ny fanerena saingy mora tsy mahomby amin'ny alàlan'ny tsindrin-tsofina na miondrika.
• Fitaovana ductile: Ny vy malefaka, ny alimo, ary ny polymère maro amin'ny ankapobeny dia manana tanjaky ny fanerena ambany fa ny tanjaky ny vaky. Ireo fitaovana ireo dia mety hiova endrika amin'ny plastika alohan'ny tsy hahomby, ahafahan'izy ireo mitroka angovo ary mahatohitra adin-tsaina lehibe kokoa tsy misy vaky.

Ny tanjaky ny fracture dia azo ovaina beanton-javatra ivelanytoy ny mari-pana, ny taham-piterahana, ny fisian'ny lesoka na lesoka amin'ny fitaovana, ary ny toetran'ny adin-tsaina ampiharina (na tensile, compressive, shear, sns.).

Fomban'ny tapaka amin'ny fitaovana

Ny fahatakarana ny fomba isan-karazany amin'ny fracture dia manampy amin'ny famaritana ny fomba hamalian'ny fitaovana iray amin'ny toe-javatra samihafa. Ny fomba mahazatra indrindra amin'ny fracture dia ny tensile, compressive, ary miforitra. Ny fomba tsirairay dia misy fizarana adin-tsaina samihafa sy mekanika tsy fahombiazana.

1. Tensile tapaka:

Ny fahatapahan'ny tensile dia mitranga rehefa misy akora iray iharan'ny hery ivelany izay mampisaraka azy amin'ny axis tokana. Ity karazana fracture ity dia mitranga matetika amin'ny fitaovana eo ambanin'ny fihenjanana madio, ary miavaka amin'ny fisarahana na fahatapahan'ny akora miaraka amin'ny fiaramanidina mitsangana amin'ny enta-mavesatra ampiharina.

• Deformation voalohany: Mandalo amin'ny voalohany ny fitaovanaelastika deformation, izay elongates ny fitaovana amin'ny fitarihan'ny entana ampiharina. Ny deformation dia azo averina, midika izany fa miverina amin'ny endriny voalohany ilay fitaovana rehefa nesorina ilay hery.
• Necking: Rehefa mitombo ny enta-mavesatra dia manomboka mihasimba ny faritra misy azy. Ity dingana ity, fantatra amin'ny anarana hoetenda, dia miteraka fihenam-bidy eo amin'ny faritra midadasika amin'ny toerana misy adin-tsaina ambony indrindra. Mivelatra ny fitaovana, ary mihelina ny sisin-tany kristaly.
• Herin'ny Tensile farany (UTS): Ny tanjaky ny tensile faratampony dia manondro ny haavon'ny adin-tsaina ambony indrindra azon'ny akora iaretana alohan'ny hahatongavan'ny faritra tenda, ka mahatonga ny tapaka hiparitaka haingana amin'ny fizaràna iray manontolo.

2. Fracture Compressive:

Ny fahatapahan'ny compressive dia mitranga rehefa misy akora iray iharan'ny hery manosika azy miaraka amin'ny axe entana. Ity karazana fracture ity dia miterakamibontsina, nanorotoro, aryNizarazarany fitaovana. Matetika ny fracture compressive dia miteraka vaky maro satria miady mafy ny fitaovana hanohitra ny adin-tsainy.

• Elastika Deformation: Amin'ny dingana voalohany dia mandalo ny fitaovanaelastika deformation, izay mety ho sitrana rehefa nesorina ny entana. Na izany aza, rehefa mitombo ny entana dia miditra amin'ny dingana deformation plastika ny fitaovana.
• Plastika deformation sy mibontsina: Amin'ny fitaovana ductile, ny enta-mavesatry ny enta-mavesatra dia miteraka fiovaovan'ny plastika, izay miseho toy ny mibontsina mifanandrify amin'ny entana ampiasaina. Ny akora marefo, mifanohitra amin'izany, dia tapaka matetika rehefa mihoatra ny fetran'ny elastika, satria tsy manana fahafahana hiova endrika plastika lehibe izy ireo.
• Hery faratampony: Rehefa tonga any aminy ny akorahery compressive farany, mety hivoatra ny triatra maromaro, ka miteraka fizarazarana na firodanan'ny fitaovana eo ambanin'ny entana ampiharina.

3. Tapaka miondrika:

Ny fahatapahana miondrika dia mitranga rehefa iharan'ny fanerena mihenjana sy fanerena ny akora iray, noho ny hery miondrika ivelany. Ny tapaka miondrika mahazatra dia miainga amin'ny lafiny mihenjana, izay iharan'ny elongation ny fitaovana, ary miparitaka amin'ny hatevin'ny fitaovana.

• Tensile sy Compressive Stress: Ny fibra ivelany amin'ny akora (eo amin'ny ilany feno entana) dia miaina tsindrin-tsofina, fa ny fibra ao anatiny kosa (mifanohitra amin'ny enta-mavesatra) dia miaina tsindrin-tsofina. Ireo tsindrin-tsakafo ireo dia miteraka tsy fahombiazana eo amin'ny lafiny mihenjana, izay mety ho vaky na deformation kokoa.
• Crack Propagation: Rehefa mihamitombo ny hery miondrika ampiasaina, dia manomboka eo amin'ny ilany mihenjana ny triatra ary mety hiparitaka tanteraka amin'ny hatevin'ny fitaovana, ka mitarika ho amin'ny tsy fahombiazana.

Fitsapana hamantarana ny herin'ny tapaka

Misy fitsapana manara-penitra maromaro ampiasaina hamaritana ny tanjaky ny vaky ny fitaovana. Tena ilaina ireo fitsapana ireo amin'ny fahatakarana ny fomba fiasan'ny fitaovana iray ao anatin'ny fepetra mavesatra samihafa. Ny fitsapana tanjaky ny fracture mahazatra dia misy fitsapana tensile, compression ary fiantraika.

1. Fitsapana tensile:

Ao amin'ny fitsapana tensile, santionany manara-penitra misy avozony (taolana alika)Ny endrika dia iharan'ny axial loading amin'ny fihenjanana madio. Ity fitsapana ity dia manampy amin'ny fanombanana ny fomba famalian'ny akora amin'ny fihenjanana, manome angona momba azydingana elastika sy plastika, tanjaka farany (UTS), aryelongation amin'ny fiatoana.

• vokatra: Ny sandan'ny UTS dia maneho ny adin-tsaina izay hahavaky ny akora. Ny fitsapana tensile dia manome fampahalalana momba ny ductility sy ny mety hisian'ny deformation plastika.

2. Fitsapana famoretana:

Ny andrana fanerena dia ny fametahana baoritra fitsapana manara-penitra miaraka amin'ny hery fanerena madio. Ity fitsapana ity dia manombana ny fahafahan'ny fitaovana manohitra ny fanerena ary manome angona momba azyhery fanerenaSYcompression modulus.

• vokatra: Ny fitsapana dia manampy hamantatra ny teboka izay tsy mahazaka ny hery fanerena intsony ny fitaovana ary manomboka mivadika amin'ny plastika na tsy mahomby.

3. Fitsapana fiantraikany:

Ny fitiliana ny fiantraikany dia atao mba hanombanana ny fahaizan'ny fitaovana iray mahazaka enta-mavesatra tampoka sy mavitrika. Santionany, matetikanotchedmba hampiroboroboana ny fanombohan'ny crack, dia voadona amin'ny impactor haingam-pandeha. Refesina ny angovo raisina mandritra ny fiatraikany na ny halehiben'ny tapaka.

• vokatra: Ity fitsapana ity dia manampy amin'ny famaritana ny fananana toy nyhery fiantraikaSYdiso mikasika ny Fahasarotana, izay tena zava-dehibe ho an'ny fitaovana iharan'ny toe-javatra mihetsiketsika na mihetsiketsika.

Tombontsoa amin'ny fitiliana ny herin'ny tapaka amin'ny famokarana

Ny fitsapana ny tanjaky ny tapaka dia manome fomba fijery tena ilaina izay mitarika ny fisafidianana fitaovana ho an'ny fampiharana manokana. Ny tombontsoa lehibe sasany dia ahitana:

• Famantarana ny fahalemena: Ny fitiliana dia ahafahan'ny mpanamboatra mamantatra ny mety ho lesoka na fahalemena amin'ny fitaovana izay mety hitarika ho amin'ny tsy fahombiazana aloha loatra amin'ny fepetra sasany.
• Fifantenana fitaovana: Ny fitaovana isan-karazany dia mampiseho tanjaky ny tapaka isan-karazany, ary ny fahatakarana ireo fihetsika ireo dia manampy ny injeniera hisafidy fitaovana mahatanty adin-tsaina efa andrasana amin'ny fampiharana manokana.
• Optimization ny famolavolana: Ny fitsirihana ny tanjaky ny fracture dia manampy hamantatra ny fifantohan'ny adin-tsaina na ny teboka malemy amin'ny endrika iray, ahafahan'ny injeniera manatsara ny fifantenana ny fitaovana sy ny famolavolan'ny géométrie ho tsara kokoa.
• Fiarovana: Ny fanaovana fitiliana tanjaky ny tapaka dia manampy amin'ny famantarana ireo fitaovana mety tsy hahomby ao anatin'ny fepetra mavesatra manokana, manalefaka ny risika amin'ny fampiharana manakiana toy ny aerospace, fiara ary fitaovana fitsaboana.

Fanamby amin'ny fitiliana ny herin'ny tapaka amin'ny famokarana

Na dia eo aza ny maha-zava-dehibe azy, ny fitsapana ny tanjaky ny fracture amin'ny famokarana dia miteraka fanamby maromaro:

• Fiovaovan'ny fitaovana: Na dia ao anatin'ny andiany famokarana iray ihany aza, dia mety miovaova ny toetra ara-materialy, mitarika amin'ny tsy fitovian-kevitra amin'ny valin'ny fitiliana tanjaky ny fracture. Amin'ny maha-mizana famokarana, ny commoditization ny fitaovana dia mety hampiditra fiovaovana miafina.
• Haben'ny santionany sy Geometry: Ny habeny sy ny endrik'ilay santionany andrana dia misy fiantraikany lehibe amin'ny vokatry ny tanjaky ny vaky. Ny santionany andrana kely dia mety tsy maneho tsara ny fitondran-tenan'ireo singa lehibe kokoa, indrindra rehefa misy ny geometrika sarotra.
• Loading Conditions: Mety hiovaova arakaraka ny toetry ny entana ny tanjaky ny tapaka, ka sarotra ny maka tahaka ny toe-javatra adin-tsaina tena misy amin'ny andrana laboratoara.
• Antony momba ny tontolo iainana: Mety hisy fiantraikany amin'ny tanjaky ny fahavakisan'ny fitaovana ny lafin-javatra toy ny maripana, ny hamandoana ary ny zavatra simika. Mila fitaovana manokana ny fitiliana eo ambanin'ny fepetra ara-tontolo iainana voafehy.
• Fahasamihafana amin'ny tahan'ny henjana: Ny fitaovana sasany dia mampiseho toetra tapaka miankina amin'ny tahan'ny, midika izany fa ny tanjaky ny tapaka dia mety miovaova arakaraka ny haingan'ny fampiharana ny entana, manasarotra ny valin'ny fitsapana.

Ny firongatry ny adin-tsaina sy ny tanjaky ny fracture

nyfihenjanana-henjana curveaseho amin'ny sary ny fifandraisana misy eo amin'ny adin-tsaina ampiharina sy ny fihenjanana ateraky ny akora iray. Manome fampahalalana manan-danja momba ny fiovaovan'ny akora iray eo ambanin'ny enta-mavesatra izy io ary manampy ny injeniera hahatakatra ny fihetsiky ny mekanika amin'ny fitaovana, indrindra amin'ny resaka tanjaky ny vaky.

• Elastika Deformation: Amin'ny dingana voalohany amin'ny fametahana, ny fitaovana dia mandalo deformation elastika, izay misy ny adin-tsaina sy ny fihenjanana. Rehefa esorina ny entana dia miverina amin'ny endriny voalohany ilay fitaovana.
• Plastika deformation: Rehefa mihamitombo ny adin-tsaina dia miditra amin'ny faritry ny fiovaovan'ny plastika ny akora, izay ahitana fiovana maharitra amin'ny endriny.
• Hery farany sy teboka tapaka: Ny teboka izay tsy mahazaka ny enta-mavesatry ny fitaovana intsony dia fantatra amin'ny anarana hoe teboka tapaka, izay matetika lazaina eo amin'ny curve strein-stress ho toy nytanjaka farany (UTS).

Toetra sy karazana tapaka

Ny toetran'ny fracture dia afaka manome fanazavana sarobidy momba ny fihetsiky ny fitaovana ao anatin'ny adin-tsaina. Ny endri-javatra fototra dia ahitana:

• Fiaramanidina Cleavagea
• Dimples: Fandehanana boribory eo amin'ny velaran'ny vaky, izay manondro ny fahatapahan'ny ductile sy ny fisondrotry ny angovo.
• Shear Lips: Tambonin'ny vaky mampiseho fibra na vovoka, toetran'ny fiombonan'ny micro-void.
• Hackles: Sarin'ny Chevron eo amin'ny vela-pandrika izay manondro ny lalan'ny fiparitahan'ny triatra.

Ny herin'ny fracture amin'ny seramika sy ny vera

Fitaovana toy nyseramikaSYvera tsy organikamampiseho fitondran-tena tapaka miavaka noho ny rafitra atomika.

• Seramika: Fantatra amin'ny heriny sy ny hamafin'izy ireo, ny seramika koa dia mora vaky. Manana fatorana atomika matanjaka izy ireo, saingy voafetra ny fahafahany manova endrika plastika, ka mahatonga azy ireo ho mora tapaka tampoka rehefa tratran'ny adin-tsaina.
• Glass tsy organika: Tsy toy ny seramika, ny vera inorganika (oh: vera silica) dia manana rafitra amorphous, izay miteraka fizarazarana mitovitovy kokoa amin'ny adin-tsaina. Na dia manana tanjaky ny fracture ambony kokoa noho ny seramika aza izy, dia mora mora amin'ny lesoka amin'ny tany izay mety hampihena ny heriny.

Famaranana

Ny tanjaky ny fracture dia fananana ara-materialy manan-danja izay tsy maintsy heverin'ny injeniera sy ny mpahay siansa ara-pitaovana rehefa mamolavola singa na rafitra izay hiharan'ny adin-tsaina lehibe. Ny fahatakarana ny tanjaky ny fitaovana sy ny anton-javatra izay misy fiantraikany amin'izany dia afaka manampy amin'ny fanatsarana ny fifantenana fitaovana, manatsara ny fiarovana ny vokatra ary manatsara ny fahombiazan'ny famolavolana. Na amin'ny alàlan'ny fitsapana tensile, compressive, na fiantraikany, ny fanombanana marina ny tanjaky ny fracture dia tena ilaina amin'ny fiantohana ny fahatokisana sy ny faharetan'ny vokatra amin'ny indostria manomboka amin'ny aerospace ka hatramin'ny fitaovana fitsaboana.