دانلود آزمایشگاه مقاومت مصالح

دسته: مکانیک 
بازدید: 189 بار 
فرمت فایل: doc 
حجم فایل: 4389 کیلوبایت 
تعداد صفحات فایل: 92 

دانلود گزارش کار آزمایشگاه مقاومت مصالح

دانلود آزمایشگاه مقاومت مصالح

**توجه**

1- این فایل توسط گروه مهندسین برتر(فایل یار) نگارش شده است استفاده از فایل فقط برای خریدار ان مجاز می باشد و هرگونه استفاده برای کسانی که فایل خریداری ننموده اند شرعا حرام و قابل پیگیری حقوقی می باشد.

2-این فایل دارای گارانتی ویرایش یک مرتبه  برای خریدار آن می باشد.

آزمایش سختی

سختی یک ماده عبارت است از مقاومت آن ماده در برابر نفوذ جسم دیگر درون ماده. در صنعت سختی فلزات را به صورت مقاومت در برابر نفوذ جسم دیگر برروی فلز مورد نظر تعریف کرده آن را اندازه­گیری می­کنند. برای اندازه­گیری سختی، جسم سختی با شکل معین را بر روی فلز مورد نظر قرار داده و بروی آن نیرویی قراردادی وارد می­کنند و بر اساس اندازه و یا عمق اثر بجا مانده سختی را تعیین می کنند.

برای انجام آزمایش­های سختی روش­های متعددی وججود دارد که مقایسه ­ی بین نتایج آنها مشکل است. زیرا جسم فرورونده، شرایط آزمایش و نحوه­ی وارد نمودن فشار یکسان نیست. معروفترین آزمون­های سختی عبارتند از: برینل، ویکرز و راکول. جدول زیر انتخاب نوع آزمایش مناسب برای مواد مختلف را نشان می­دهد.

ضربه

شکست ترد (Brittle Fracture) و فلزات از سال­­های 1886 در تانک­، کپسول­های فشار­ خط لوله و پل­ها مورد بررسی بوده است. در خلال جنگ جهانی دوم توجه زیادی به شکست ترد، جوشکاری در کشتی­ها و تانکرها مبذول می­شد. بعضی از کشتی­ها هنگام حرکت در آب های متلاطم و یا هنگام توقف در لنگرگاه کاملا به دو نیمه شکسته می­شدند. این اتفاق بیشتر در فصل زمستان اتفاق می­افتاد و نشان دهنده­ی این واقعیت بود که برخی از انواع فولادها که در حالت معمولی نرم و انعطاف پذیرند(Ductile) تحت شرایطی ترد (Brittle) می­شوند.

تحقیقات وسیعی در این زمینه صورت گرفه و معلوم شده است که برای کلیه­ی استفاده­های ساختمانی فولاد لازم است که دارای مجموعه­ی مناسبی از استحکام (Strength) و سفتی (Toughness) باشد. استحکام مقاومت دربرابر تغییر شکل است و سفتی مقاومت در برابر گسیختگی (Fracture) می­باشد. معمولا در یک جسم این دو خاصیت با هم نسبت عکس دارند و مثلا عملیاتی که استحکام فولاد را زیاد می­کند معمولا سفتی را کاهش می­دهند بنابراین دانستن میزان و راه اندازه­گیری این خواص مهم است.

متاسفانه در حالی که استحکام را می­توان به سادگی بر حسب نقطه­ی تسلیم بیان کرد برای سفتی چنین شاخصی وجود ندارد. ساده­ترین راه اندازه­گیری سفتی آن است که یک قطعه از جسم را با چکش ضربه زده و شکستن آن را بررسی کنیم. ولی چون نتایج چنین آزمایشی به عوامل دیگری از قبیل وضع نیرو و شکل نمونه بستگی دارد لازم است که آزمایش تحت شرایط معین و استاندارد صورت گیرد.

عوامل خارجی مهمی که موجب ترد و شکنندگی می­شوند عبارتند از:

1. کاهش درجه حرارت
2. افزایش تنش سه محوری
3. افزایش سرعت تغییر شکل ناشی از وجود تنش سه محوری

درجه حرارت پایین موجب بیشتر شکست­های ترد می­باشند. فولادهایی که در کشش یا در پیچش رفتارشان کاملا به هم شبیه است. و آزمایش ضربه اختلاف زیادی را نشان می­دهد و این اختلاف رفتار فولادها به این دلیل است که به هنگام ضربه نیرو به صورت شوک (و در یک لحظه) به آنها اعمال می­شود.

 مبانی و تئوری ضربه

آزمایش ضربه، مقدار انرژی لازم برای شکستن یک نمونه­ی استاندارد با یک ضربه را اندازه می­گیرد این آزمایش معمولا در دماهای معین انجام می­گیرد. انرژی لازم برای شکستن جسم نمایانگر سفتی آن است. به عبارت دیگر سفتی یک ماده توانایی جذب انرژی در مقیاس پلاستیکی است. یکی از راههای تعریف سفتی محاسبه­ی سطح زیر منحنی تنش-کرنش است. این مساحت برابر مقدار کار لازم به واحد حجم قطعه برای شکستن آن است.

شکل 3 منحنی تنش کرنش برای مواد نرم و سخت

متداولترین آزمایش تعیین سفتی، آزمایش شارپی (Charpy Impact Test) است. آزمایش را در چند درجه حرارت (زیر صفر و بالای صفر) انجام می­­دهند و بدین ترتیب منحنی ضربه بدست می­آید که از چند نظر حائز اهمیت است. یک حالت کلی از این منحنی در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل 4 تغییرات سفتی با دمای فولاد در آزمایش Charpy

در درجه حرارت­­های بالاتر از B قطعه کاملا نرم رفتار می­کند در حالی که با کاهش درجه حرارت از B انتقال به تردی شروع می­شود. هرچه درجه حرارت کمتر باشد جسم سردتر شده و درجه حرارت­های پایین­تر از A قطعه کاملا ترد و شکننده می­شود. برعکس با افزایش درجه حرارت در نقطه­ی A انتقال از تردی به نرمی شروع شده و با  زیاد شدن حرارت قطعه نرم و انعطاف پذیر می­گردد تا در B که کاملا جسم نرم رفتار می­نماید و به همین دلیل در درجه حرارت­های بالاتر از B احتمال شکست به دلیل تردی بسیار کم است.

خستگی

وقتی یک شکاف در قطعه­ای از فلز در یک ماشین ظاهر می­شود اغلب نتیجه­ وارد آمدن تنش گسیختگی است. در این صورت قطعه تحت بارگذاری دینامیکی بوده است و این پدیده را خستگی می­­نامند.

نقطه­ی شکست استاتیکی بر اساس وارد آمدن یک بار ایجاد می­شود. اگر قطعه بخواهد تحت تاثیر یک بار مداوم قرار گیرد باید طوری طراحی شده باشد که بتواند در مقابل خستگی مقاومت کند. بررسی شکست در یک شفت نشان می­دهد که اولا یک سطح صاف وجود دارد که خستگی در آن اتفاق افتاده است و ثانیا یک سطح کوچکتر ناصاف وجود دارد که در آن شکست استاتیکی ظاهر شده است.

مبانی بارگذاری خستگی:

 انواع بارها

انواع مختلف بار که باعث خستگی می شوند عبارتند از 1. بار فشاری-کششی 2. خمش 3. خمش گردان(rotary bending)

تغییرات بار می تواند از یک وضع نامنظم (مثل فنرهای تعلیق اتومبیل) تا یک وضع منظم (مثل فنرهای سوپاپ valve spring) تغییرات داشته باشد. یک تقریب از تغییرات بار را می­توان با به کاربردن یک کشش سینوسی به منظور انجام آزمایش خستگی و محاسبات مربوط به آن ایجاد کرد.

دوفنری که در بالا ذکر شده دارای بار استاتیکی نیز هستند. وزن ماشین برای فنرهای تعلیق و تنش اولیه­ی فنرهای سوپاپ، بارهای استاتیکی برای این دو فنر هستند. اگر هردوبار منظور شوند منحنی حاصل مطابق شکل زیر می­باشد.