Las propiedades mecánicas de los materiales incluyen principalmente:
Propiedades elásticas, propiedades plásticas, dureza y resistencia al impacto, etc.
En la etapa inicial del diseño del producto, primero se puede realizar un análisis lineal para comprender la tendencia general. En la etapa posterior, es necesario equilibrar seguridad y economía. En este momento, es necesario analizar el material en profundidad y considerar un análisis no lineal. Para ensamblajes, a veces es necesario considerar el contacto entre componentes, como deslizamiento, separación, etc. La flexión de placas delgadas provocará grandes deformaciones y tensiones mediante el análisis lineal. De hecho, después de considerar la no linealidad geométrica, su deformación es mucho menor que la del análisis lineal. El esfuerzo máximo está cerca del límite elástico, el desplazamiento es anormalmente grande y las dos superficies se penetran entre sí. El análisis no lineal es relativamente complejo y lleva mucho tiempo dominarlo.
Rigidez:
La capacidad de un material para resistir la deformación elástica cuando se somete a una fuerza. El tamaño de la rigidez depende de la geometría del componente y del módulo elástico del material.
Fortaleza:
La capacidad de un material para resistir la deformación plástica y la fractura bajo la acción de una fuerza externa o la capacidad de un componente para resistir la fractura o la deformación residual que excede el límite permitido después de soportar la carga.
Deformación plástica:
La deformación que no puede restaurarse a su forma y tamaño originales después de que se elimina la fuerza externa se llama deformación plástica.
Los indicadores de resistencia comunes incluyen resistencia a la tracción y límite elástico, y los métodos experimentales son los siguientes.
Prueba de tracción: resistencia a la tracción, límite elástico. Resistencia a la flexión en prueba de flexión de tres puntos. Ensayo de compresión-resistencia a la compresión.
Fuerza de producción:
Cuando la carga es pequeña, el material puede volver a su estado original después de la descarga y el material se encuentra en la región elástica; cuando la carga excede un cierto valor, el material no puede volver a su estado original después de la descarga y el material está en la región plástica. El punto de transición entre la región elástica y la región plástica es el límite elástico, y la tensión en el punto elástico es el límite elástico. En la región elástica, la relación tensión-deformación es lineal, pero en la región plástica, la relación tensión-deformación no es lineal.
Módulo elástico:
En circunstancias normales, la deformación de un objeto en la que la fuerza es proporcional al cambio de longitud se llama deformación elástica y su relación es el módulo de elasticidad. Definido más estrictamente, dentro del rango elástico, la pendiente de la curva tensión-deformación es el módulo de elasticidad.
Resistencia a la tracción:
Después de la etapa de fluencia, el material recupera su capacidad de resistir la deformación. Si continúa deformándose, se debe aumentar la fuerza. Esta etapa es la etapa de fortalecimiento del material. La tensión correspondiente al punto más alto de la etapa de refuerzo es la resistencia a la tracción. La tensión que hace que el material se rompa es la tensión de fractura. En la prueba de tracción del material, suele haber un fenómeno de estrechamiento y la sección transversal del material seguirá disminuyendo. Al dibujar la curva tensión-deformación, si no se considera el cambio en la sección transversal del material, la curva resultante se denomina curva tensión-deformación de ingeniería; si se considera la influencia del cambio de sección transversal, la curva resultante es la curva tensión-deformación real.
Dureza:
La propiedad de los materiales sólidos de resistir la deformación permanente, la relación entre dureza y resistencia, generalmente cuanto mayor es la resistencia, mayor es la resistencia a la deformación plástica, mayor es el valor de dureza y viceversa. La dureza varía según el método de prueba, incluida la dureza Brinell (HB), la dureza Rockwell (HRC), la dureza Vickers (HV), la dureza Leeb (HL), etc. Entre ellas, Brinell y Rockwell se utilizan con mayor frecuencia.
Resumen:
Resistencia: resistencia a la tracción y a la compresión (límite elástico Rp (MPa) resistencia a la tracción Rm (MPa)); rigidez - resistencia a la deformación (módulo elástico E (MPa));
Dureza - resistencia al desgaste (dureza Rockwell (HRB));
Dureza - ductilidad (alargamiento A (%)).
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