Le proprietà meccaniche dei materiali includono principalmente:
Proprietà elastiche, proprietà plastiche, durezza e resistenza agli urti, ecc.
Nella fase iniziale della progettazione del prodotto, è possibile eseguire prima l'analisi lineare per comprendere la tendenza generale. Nella fase successiva, è necessario bilanciare sicurezza ed economia. A questo punto è necessario analizzare il materiale in modo approfondito e considerare l'analisi non lineare. Per gli assemblaggi, a volte è necessario considerare il contatto tra i componenti, come slittamento, separazione, ecc. La piegatura di lamiere sottili causerà grandi deformazioni e sollecitazioni utilizzando l'analisi lineare. Infatti, considerando la nonlinearità geometrica, la sua deformazione è molto più piccola rispetto all'analisi lineare. Lo sforzo massimo è vicino allo sforzo di snervamento, lo spostamento è anormalmente grande e le due superfici si compenetrano. L'analisi non lineare è relativamente complessa e richiede molto tempo per essere padroneggiata.
Rigidità:
La capacità di un materiale di resistere alla deformazione elastica quando sottoposto a forza. L'entità della rigidezza dipende dalla geometria del componente e dal modulo elastico del materiale.
Forza:
La capacità di un materiale di resistere alla deformazione plastica e alla frattura sotto l'azione di una forza esterna o la capacità di un componente di resistere alla frattura o alla deformazione residua che supera il limite consentito dopo aver sopportato il carico.
Deformazione plastica:
La deformazione che non può essere ripristinata alla sua forma e dimensione originale dopo la rimozione della forza esterna è chiamata deformazione plastica.
Gli indicatori di resistenza comuni includono la resistenza alla trazione e la resistenza allo snervamento, e i metodi sperimentali sono i seguenti.
Prova di trazione-resistenza alla trazione, carico di snervamento. Resistenza alla flessione con prova di flessione su tre punti. Test di compressione-resistenza alla compressione.
Carico di snervamento:
Quando il carico è piccolo, il materiale può ritornare al suo stato originale dopo lo scarico e il materiale si trova nella regione elastica; quando il carico supera un certo valore, il materiale non può tornare al suo stato originale dopo lo scarico e il materiale si trova nella regione plastica. Il punto di transizione tra la regione elastica e la regione plastica è il punto di snervamento, e la tensione nel punto di snervamento è la tensione di snervamento. Nella regione elastica, la relazione sforzo-deformazione è lineare, ma nella regione plastica la relazione sforzo-deformazione non è lineare.
Modulo elastico:
In circostanze normali, la deformazione di un oggetto in cui la forza è proporzionale alla variazione di lunghezza è chiamata deformazione elastica, e il suo rapporto è il modulo elastico. Più rigorosamente definito, all'interno dell'intervallo elastico, la pendenza della curva sforzo-deformazione è il modulo elastico.
Resistenza alla trazione:
Dopo la fase di snervamento il materiale riacquista la capacità di resistere alla deformazione. Se continua a deformarsi, la forza deve essere aumentata. Questa fase è la fase di rafforzamento del materiale. La sollecitazione corrispondente al punto più alto della fase di rinforzo è la resistenza a trazione. Lo stress che provoca la rottura del materiale è lo stress di frattura. Nella prova di trazione del materiale, di solito si verifica un fenomeno di strizione e la sezione trasversale del materiale continuerà a diminuire. Quando si traccia la curva sforzo-deformazione, se non si considera la variazione della sezione trasversale del materiale, la curva risultante è chiamata curva sforzo-deformazione ingegneristica; se si considera l'influenza della variazione della sezione trasversale, la curva risultante è la vera curva sforzo-deformazione.
Durezza:
La proprietà dei materiali solidi di resistere alla deformazione permanente, il rapporto tra durezza e resistenza, generalmente maggiore è la resistenza, maggiore è la resistenza alla deformazione plastica, maggiore è il valore di durezza e viceversa. La durezza varia a seconda del metodo di prova, inclusa la durezza Brinell (HB), la durezza Rockwell (HRC), la durezza Vickers (HV), la durezza Leeb (HL), ecc. Tra questi, Brinell e Rockwell sono più comunemente usati.
Riepilogo:
Resistenza - resistenza alla trazione e alla compressione (resistenza allo snervamento Rp (MPa) resistenza alla trazione Rm (MPa)); rigidità - resistenza alla deformazione (modulo elastico E (MPa));
Durezza - resistenza all'usura (durezza Rockwell (HRB));
Tenacità - duttilità (allungamento A (%)).
!
