1. Podaj definicję wyraźnej i umownej granicy plastyczności.
Wyraźna granica plastyczności materiału – Re jest to naprężenie rozciągające, po osiągnięciu ,którego następuje wyraźny wzrost rozciąganej próbki bez wzrostu, lub przy minimalnym spadku obciążenia. Może wystąpić tylko w czasie pierwszego etapu obciążania próbki. Wyraźna granica plastyczności liczona jest ze wzoru:
Umowna granica plastyczności - stale wysoko-węglowe i kruche nie posiadają wyraźnej granicy plastyczności, w tych przypadkach wprowadza się jako kryterium porównawcze dla praktycznej oceny materiałów umowną granice plastyczności R0,2. Przez umowna granice plastyczności rozumiemy taka wartość naprężenia rozciągjacego, która wywołuje w próbce umowne wydłużenie trwale x=0,2% pierwotnej długości pomiarowej próbki
2. Podaj warunek przejścia metalu w stan plastyczny przy prostym i złożonym stanie naprężenia.
Stan metalu lub stopu w czasie jego trwałego odkształcania nazywa się stanem plastycznym, a proces trwałej zmiany postaci, zachodzący w tym stanie, określa się jako odkształcenie plastyczne. Poszczególne objętości metalu przemieszczają się względem siebie pod działaniem sił zewnętrznych i metal otrzymuje żądany kształt bez naruszenia spójności międzykrystalicznej, przy czym tę jego zdolność nazywamy plastycznością.
Warunkiem przejścia ze stanu sprężystego w stan plastyczny jest osiągnięcie pewnej krytycznej wartości naprężeń, zwanej granicą plastyczności - w jednoosiowym stanie naprężeń, lub naprężenia uplastyczniającego - w płaskim lub przestrzennym stanie naprężeń, uzależnionych od rodzaju tworzywa i historii poprzednich odkształceń, oraz warunków obecnego procesu odkształceń plastycznych, tj. jego temperatury, stopnia i prędkości odkształcenia.
HIPOTEZA HMH (HUBERA- MISESA- HENCKY’EGO)
Huber zaobserwował, że:
- nie jest możliwe przejście w stan plastyczny ciał z odkształceniami objętościowymi
- musi nastąpić zmiana postaciowa a nie objętościowa, co świadczy o tym, że decyduje energia typu postaciowego;
Miarą wytężenia materiału jest energia sprężysta odkształcenia czystopostaciowego.
Wytężenie materiału – dążenie do zbliżenia się do granicy Rm.
Wytężenie materiału to stan materiału obciążonego siłami zewnętrznymi, w którym istnieje możliwość przejścia w stan plastyczny, czyli przekroczenie granicy sprężystości bądź utrata spójności jeśli materiał nie posiada granicy sprężystości. Wytężenie materiału określa się poprzez redukcje złożonego stanu naprężeń do jednego zredukowanego lub zastępczego naprężenia. Do redukcji stosuje się hipotezy wytężeniowe. Najczęściej jest to hipoteza energii odkształcenia (Hubera). Zakłada ona, że ciało jest doskonale sprężyste i praca naprężenia zredukowanego jest równa sumie prac naprężeń składowych. Hipoteza energii odkształcenia czysto postaciowego głosi, że miarą wytężenia materiału w dowolnym punkcie obciążonego (siłami) ciała sprężystego jest ta część energii sprężystej materiału, która jest związana z odkształceniem postaciowym – tylko ten rodzaj odkształcenia ma wpływ na osiągniecie stanu krytycznego 1>2>3 – naprężenia główne
Warunkiem przejścia ze stanu sprężystego w stan plastyczny jest osiągnięcie pewnej krytycznej wartości naprężeń, zwanej granicą plastyczności w jednoosiowym stanie naprężeń, lub naprężenia uplastyczniającego - w płaskim lub przestrzennym stanie naprężeń, uzależnionych od rodzaju tworzywa i historii poprzednich odkształceń, oraz warunków obecnego procesu odkształceń plastycznych, tj. jego temperatury, stopnia i prędkości odkształcenia.
1>2>3 – naprężenia główne
3. Wymień jakie czynniki decydują o wartości energii potrzebnej do plastycznego odkształcenia metalu.
Wartość energii potrzebnej do realizacji odkształcenia plastycznego zależy od energii potrzebnej do pokonania sił spójności i sił tarcia na powierzchni zetknięcia materiału z narzędziem.
4. Wyjaśnij znaczenie normalizacji prób wyznaczania własności mechanicznych materiałów.
5. W pewnym procesie przeróbki plastycznej naprężenia główne osiągnęły wartości A MPa, B MPa, C MPa.Naprężenie uplastyczniające obranego stopu jest równe D MPa.Podaj czy materiał przejdzie w stan plastyczny.
Nie wiem dokładnie o co chodzi ale chyba będzie to z wzoru:
Zgodnie ze wzorem Huberta:
H = ;1>2>3
I jakoś to uzasadnić tak czy nie podstawiając jakoś
6. Wymień znane ci miary odkształceń i związki pomiędzy nimi (str. 75).
Każde ciało znajdujące się się pod działaniem sił zewnętrznych zmienia swoje wymiary czyli odkształca się.
Odkształcenie rzeczywiste (logarytmiczne):
ñ δh = ln(h1/h0)
ñ δb = ln(b1/b0)
ñ δl = ln(l1/l0)
Współczynniki:
ñ γ = h1/h0 - współczynnik gniotu
ñ β = b1/b0 - współczynnik poszerzeni
ñ λ = l1/l0 - współczynnik wydłużenia
ln(h1/h0)+ln(b1/b0)+ln(l1/l0) = 0
γ*β*λ=(h1/h0)*(b1/b0)*(l1/l0) = 1
Odkształcenia względne:
ñ εb = Δb/b0
ñ εl = Δl/l0
ñ εh = Δh/h0
7. Masz dwa przedmioty o takich samych wymiarach i kształcie, jeden uzyskany na drodze odlewania a drugi w procesie przeróbki plastycznej. Czy ich własności są takie same czy różne. Jeżeli różne, to na czym ta różnica polega.
Ich własności są różne:
ñ przedmiot uzyskany w drodze obróbki plastycznej będzie się charakteryzował lepszymi właściwościami wytrzymałościowymi (np. twardość) i równocześnie gorszymi właściwościami plastycznymi (np. mniejsza udarność, zdolność do wydłużenia).
ñ odlew jest kruchy, posiada naprężenia odlewnicze oraz dużą chropowatość
ñ Przy przeróbce plastycznej otrzymamy lepszy stan powierzchni
8. Jaką tech. obróbki plastycznej zastosujesz aby z regularnego walca o średnicy Do i wysokości ho uzyskać taki sam walec lecz o średnicy D1 (D1<Do) i wysokości h1.
Do tego celu można zastosować dwie metody:
◦ Walcowanie na walcarce reduktor
W czasie walcowania redukowana jest średnica oraz poprawiany jest kształt – regularność walca. W konsekwencji otrzymujemy taki sam walec tylko o mniejszej średnicy.
◦ Ciągnienie swobodne
Podczas ciągnienia w matrycy stożkowej lub łukowej otrzymujemy pręt o bardzo regularnym kształcie oraz dużym umocnieniu.
9. Znając rzeczywiste wydłużenie =0,47 wylicz współczynnik wydłużenia i wydłużenie względne.
Współczynnik wydłużenia
Wydłużenie względne –
10. Scharakteryzuj proces kucia (zakres stosowania, zalety, ograniczenia)
Kucie - proces technologiczny polegający na odkształcaniu materiału za pomocą uderzeń lub nacisku narzędzi. Narzędzia - czyli matryce lub bijaki umieszczane są na częściach ruchomych narzędzi. Proces ten również może być realizowany w specjalnych przyrządach kuźniczych. W procesie tym nadaje się kutemu materiałowi odpowiedni kształt, strukturę i własności mechaniczne. Materiałem wsadowym jest przedkuwka, natomiast produktem jest odkuwka.
Procesy kucia są najczęściej prowadzone na gorąco. Dzięki temu praca i siła niezbędne do kształtowania przedmiotu są małe, a zdolność materiału do odkształceń plastycznych szczególnie duża.
Zalety:
ñ Możliwość nadawania skomplikowanego kształtu
ñ Dobre właściwości mechaniczne
ñ metoda umożliwiająca wytworzenie części o dużej wytrzymałości, które można stosować w urządzeniach mocno obciążonych lub urządzeniach wymagających długiej i bezawaryjnej pracy
ñ metoda stosunkowo tanią i bardzo szybką w przypadku produkcji wielkoseryjnej
Wady:
ñ metoda dość kosztowną dla niewielkiej liczby części wykonanych
Rodzaje kucia:
- kucie swobodne - polega na kształtowaniu plastycznym wyrobu za pomocą narzędzi nie ograniczających przemieszczania się materiału w kierunkach prostopadłych do kierunku wywieranej siły uderzenia. Kucie to jest procesem długotrwałym, który stosuje się w produkcji niewielkiej ilości sztuk przedmiotu
-kucie pół swobodne - posiada cechy kucia swobodnego oraz dodatkowo ogranicza się płynięcie metalu w jednym kierunku. -kucie matrycowe - w którym kształt odkuwki jest odwzorowaniem kształtu wykroju roboczego matrycy - polega na kształtowaniu wyrobu w wykroju matrycy składającej się z dwóch części, zamocowanych na młotach, prasach korbowych, prasach hydraulicznych, prasach śrubowych, walcarkach, kuźniarkach, elektrosprężarkach. Dolna część matrycy spoczywa na nieruchomej części młota mechanicznego, zwanej szabotą. Górna część matrycy, umocowana w ruchomej części młota, zwanej bijakiem może podnosić się ku górze. Jeżeli w czasie pracy młota zostanie w obszarze wykroju dolnej części matrycy umieszczony nagrzany materiał, to uderzenie górnej części matrycy spowoduje wypełnienie wykroju matrycy materiałem. Powstaje wówczas produkt zwany odkuwką.
Zaletami procesu kucia matrycowego są: - niewielki czas wykonania wyrobu, - możliwość produkowania odkuwek o skomplikowanych kształtach, - możliwość zatrudnienia w produkcji pracowników przyuczonych, - małe straty materiału wskutek stasowania małych naddatków na obróbkę.
Wady kucia matrycowego są następujące:
-konieczność stosowania maszyn kuźniczych o podwyższonej dokładności prowadzenia matryc,
-dodatkowe koszty związane z prasami do okrawania wypływki,
-duży koszt oprzyrządowania,
-opłacalność przy dużych seriach odkuwek,
-niewielkie wymiary wykonywanych odkuwek.
11. Scharakteryzuj proces walcowania wyrobów długich (zakres stosowania, zalety, ograniczenia)
Walcowanie jest procesem na zimno lub gorąco polegającym na zmianie kształtu wyrobu poprzez zgniatanie go między obracającymi walcami lub innymi narzędziami.
12. Scharakteryzuj proces walcowania wyrobów płaskich (zakres stosowania, zalety, ograniczenia)
13. Wymień podstawowe wymagania stawiane blachom karoseryjnym
◦ Niewielka waga;
◦ Odporność na korozję;
◦ Odporność na środki chemiczne;
◦ Duża wytrzymałość przy niewielkiej grubości;
◦ Aerodynamiczne kształty dla samochodów sportowych;
◦ Kanciaste dla samochodów terenowych...
oxide90