Reziliență (inginerie)

Reziliența este o proprietate mecanică, definită ca energia absorbită de un corp ca urmare a unor deformări elastice. [această definiție contrastează cu cea dată imediat după]

În inginerie , este măsurată ca fiind capacitatea unui material de a rezista forțelor dinamice, adică șocurilor, ^[1] până la eșec, absorbind energia cu deformări elastice și plastice. Această definiție a rezistenței coincide cu ceea ce în literatura tehnică engleză se numește rezistență la impact sau rezistență la impact . În practica testelor de laborator, rezistența este evaluată prin testul Charpy sau, mai rar, prin testul Izod , prin măsurarea energiei necesare pentru a sparge, într-o singură cursă, specimenul materialului examinat. Rezultatele acestor teste depind de mărimea eșantionului utilizat și au doar valoare comparativă.

Rezistența nu trebuie confundată cu rezistența , care este energia absorbită de un corp în timpul deformării plastice .

Modulul de reziliență

Comparație între două materiale, unul ductil (albastru) și celălalt fragil (roșu), unde este posibil să se observe cantitatea mai mare de lucru (zona de sub curbă) absorbită de curba materialului ductil comparativ cu cea fragilă și, prin urmare, rezistența mai mare în comparație cu cea din urmă

Zona de sub întinderea curbei tensiune-deformare , obținută dintr-un test de tracțiune al materialului, este energia pe unitate de volum $U$ ${\ displaystyle U}$ $U$ , exprimat în pascal $Pa=\left[J/m^{3}\right]$ ${\ displaystyle Pa = \ left [J / m ^ {3} \ right]}$ ${\ displaystyle Pa = \ left [J / m ^ {3} \ right]}$ necesare pentru deformarea prin tracțiune a unei probe de material până la o valoare de deformare $\varepsilon$ ${\ displaystyle \ varepsilon}$ $\ varepsilon$ :

{U}=\int _{0}^{\varepsilon _{y}}\sigma \,d\varepsilon

{\ displaystyle {U} = \ int _ {0} ^ {\ varepsilon _ {y}} \ sigma \, d \ varepsilon}

{\ displaystyle {U} = \ int _ {0} ^ {\ varepsilon _ {y}} \ sigma \, d \ varepsilon}

Dacă legea lui Hooke se menține, partea zonei de sub secțiunea elastică a curbei este triunghiulară (tendință elastic-liniară). În acest fel, prin realizarea integralei anterioare pentru secțiunea liniară, se poate defini modulul de rezistență $E_{R}$ ${\ displaystyle E_ {R}}$ ${\ displaystyle E_ {R}}$ :

E_{R}={\frac {\sigma _{y}^{2}}{2E}}={\frac {1}{2}}\sigma _{y}\varepsilon _{y}

{\ displaystyle E_ {R} = {\ frac {\ sigma _ {y} ^ {2}} {2E}} = {\ frac {1} {2}} \ sigma _ {y} \ varepsilon _ {y} }

{\ displaystyle E_ {R} = {\ frac {\ sigma _ {y} ^ {2}} {2E}} = {\ frac {1} {2}} \ sigma _ {y} \ varepsilon _ {y} }

indicând cu $ȘI$ ${\ displaystyle E}$ $ȘI$ Modulul lui Young , cu $\sigma _{y}$ ${\ displaystyle \ sigma _ {y}}$ $\ sigma_y$ valoarea stresului la randament și cu $\varepsilon _{y}$ ${\ displaystyle \ varepsilon _ {y}}$ $\ varepsilon _ {y}$ deformarea elastică corespunzătoare.

Din relația de mai sus rezultă că un material este mai rezistent la creșterea stresului de randament și la scăderea modulului Young.

Trebuie remarcat faptul că modulul de rezistență este definit prin intermediul unei diagrame tensiune-deformare obținută dintr-un test de tracțiune static și că această definiție coincide cu ceea ce în literatura tehnică engleză se numește modul de rezistență .

Tipuri de rupere

Reciprocitatea modulului de rezistență este indicele de fragilitate .

Materialele cu rezistență redusă sunt numite „fragile”.

Pauzele ductile sunt pauze care apar cu deformarea materialului. La metale, suprafețele în corespondență cu aceste fisuri au un aspect fibros și un luciu matasos.

Pauzele fragile sunt pauze care apar din cauza decoeziei materialului fără a fi precedate de deformări. La metale, suprafețele în corespondență cu aceste fisuri au aspect granular și luciu cristalin.

Rezistența și temperatura

Rezistența diferitelor materiale ca schimbări de temperatură Cheie: E: Joule T: Temperatură (° C) N: aliaje Nikel și FCC A. Durată: oțel dur A.dol.: Oțel ușor A.Exdol: oțel extra moale
În dreapta fiecărei curbe există o ruptură ductilă, în timp ce în stânga curbelor relative există o ruptură fragilă

Rezistența este importantă în studiul materialelor cu temperatură scăzută.

În general, un material devine mai fragil pe măsură ce temperatura scade, adică energia necesară pentru a o sparge scade odată cu temperatura.

În special, există un interval de temperatură, numit zonă de tranziție , în care există o scădere bruscă a durității unui material.

Rezistența este, de asemenea, utilizată pentru a stabili intervalul de temperatură în care are loc tranziția de la comportamentul ductil la cel fragil ( tranziție ductil-fragilă ) și, prin urmare, valoarea minimă a temperaturii (temperatura de tranziție) pentru care materialul poate fi utilizat în timp ce rămâne ductil.

Temperatura de tranziție dincolo de care fractura din fragilă devine ductilă nu este o caracteristică intrinsecă a materialului.

În mod convențional, temperatura de tranziție ductil-fragilă este definită ca valoarea temperaturii la care suprafața fracturii este 50% fragilă.

Metalele cu rețea cubică centrate pe corp devin fragile la temperaturi scăzute, în timp ce metalele cu rețea cubică centrate pe față rămân ductile chiar și la temperaturi scăzute.

Notă

^ Încercări mecanice

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikționarul conține dicționarul lema « rezistență »

linkuri externe

Portal de inginerie

Portalul de materiale

Portal mecanic

[1] Încercări mecanice

[1]