Dobór materialów konstrukcyjnych - Notatki - Materiałoznastwo - Część 3, Notatki z Materiały inżynieryjne

Pobierz Dobór materialów konstrukcyjnych - Notatki - Materiałoznastwo - Część 3 i więcej Notatki w PDF z Materiały inżynieryjne tylko na Docsity! Wnioski kryterium : dok adno!" H> 104 MPa i < 4 x 10-6/K kryterium : wytrzyma o!" !f 3/E2 < 25 MPa i KIc > 6 MPa.m1/2 W glik boru (prasowany na gor!co) Diament Diament/W glik (Laminat) Szafir (monokryszta") W glik krzemu (prasowany na gor!co) W glik krzemu (prasowany na gor!co) (technicznie czysty) W glik krzemu (spiekany) Azotek krzemu (prasowany na gor!co) Azotek krzemu (prasowany na gor!co) (technicznie czysty) Azotek krzemu (prasowany na gor!co) (5%MgO) W glik wolframu (WC) W glik wolframu-kobalt (96) Al2O3 (99.95) Diament/W glik (Laminat) Sialony (Si-Al-O-N ceramika) Azotek krzemu (spiekany) W glik tytanu (5.45) Dwuborek tytanu W glik wolframu-kobalt (78) W glik wolframu –w glik tantalu (70) W glik wolframu –w glik tytanu (85.02) Cyrkonia (Cerafine) Cyrkonia (HIP) Cyrkonia (stabilizowana itrem) docsity.com Materiał na kask rowerowy e docsity.com Maksymalna tolerowana przez ludzk! g"ow deceleracja wynosi ok. 300g przez czas ok. kilku milisekund. Przy za"o#onej masie g"owy ok. 3 kg, maksymalna dzia"aj!ce si"a: F = m# a = 9 kN Je#eli pianka zacznie si kruszy% mi dzy przeszkod! (na zewn!trz) i czaszk! (wewn!trz), zacznie si ona „sk"ada%”, rozk"adaj!c obci!#enie na powierzchni (A) ok.10-2m2. To zapobiegnie wzrostowi si"y F ponad dopuszczalne 9kN. Pianka musi si kruszy% przy napr #eniu ok. ! c(0.25) = F/A = 0.9 MPa. Zmniejszenie si"y zderzenia zale#y od zdolno$ci materia"u do absorpcji energii mierzonego za pomoc! wspó"czynnika zag szczenia $ D. docsity.com Wykres zag szczenie- napr #enie $ciskaj!ce (o p"askim przebiegu) dla dost pnych w handlu materia"ów piankowych. Wydruk z programu CES Materials. Pianki powy#ej linii wymaga' maj! absorbuj! du#e ilo$ci energii na jednostk obj to$ci (MJ/m3). Linie kierownicze pokazuj! materia"y o jednakowych warto$ciach absorpcji na jednostk obj to$ci. docsity.com Nast pny etap – taki sam zestaw w"asno$ci, ale wybierane s! materia"y które absorbuj! energi poni#ej napr #enia niszcz!cego o warto$ci 0.9 MPa (dopuszczalne obci!#enie czaszki) docsity.com Zewnętrzna skorupa —— z włókna szklanego lub tworzywa termoplastycznego Kanały — 4 5 - Spoiler Ż z kanałami wentylacyjnymi Elementy wzmacniające z keviaru Kanały — — wentylacyjne Część szczękowa z materiatem absorbującym pod skorupą. Suwak regulacyjny kanału wentylacyjnego Centralna dźwignia regulująca ruchomą część szczękową. Widoczność w kasku integralnym jest głowę, a także twarte typu „Jet” cieszą się EO ZOP CEZ OCE powodzeniem właścicieli klasycznych CEC WATA ) masz) docsity.com Membrana do mierników i wyłączników ciśnieniowych e docsity.com Ciśnienie P, AFTT Ciśnienie P, „ _ Ugięcie 6 ża —| Membrana. Jej ugięcie pod wpływem różnicy ciśnień jest wykorzystywane w czujnikach i urządzeniach uruchamianych ciśnieniem " a - promień membrany, t- grubość © docsity.com  1000 > —TT T——TTT ——"IzpI 4. Moduł > W małość Tushniczne 4 „zÓjemeni| Metale i polimery: granica plastyczności topy metali Ceramika i szkła: wytrzymałość na ściskanie 4 Elastomery: wytrzymałość na rozdarcie 7 Kompozyty: wytrzymałość na rozciągania MFA:88-91 100E E/ Minimalne [| magazynowanie | energii na jedno-| stkę objętości — [| Płynięcie plas- o tyczne przed z k-| wyboczeniem — O, 10Ę 7 4 Ceramika „| E Ę porowata uw E 7 a © r z pa o - 4 ź £ 7 4 3 | 51-104 + Drewno > ” ż z TE 7 z 3 o E / „4 | |Linie „14 5 £ p + ra przewodniej 1 L 7 . 1 - / Polimery 7 7 inżynierskie,” / IMaksymalne. 0,1 Imagazynowanie |_| , lenegii na jedno- || stkę objętości 4 Wyboczenie 7 przed płynięciem| | plastycznym " 0,01 pain | 01 1 10 100 1000 10 000 Wytrzymałość o; [MPa] RYSUNEK 4.5. WYKRES 4: Moduł Younga E w zestawieniu z wytrzymałością a, . Linie przewodnie są pomocne w doborze materiałów na sprężyny, czopy czołowe, ostrza, membrany i przeguby; ich zastosowanie opisano w rozdz. 5 i 6 docsity.com Dobór materia"ów E M f 2 3 ! % Materia' [MPa ½] Komentarz Ceramika in(ynierska 0,33 Ma'o wytrzyma'a na rozci)ganie! Wyeliminowa& Szk'a 0,5 Mo(liwe zastosowanie pod warunkiem zabezpieczenia przed uszkodzeniem Stal spr$(ynowa 0,3 Standardowy wybór. Ma'y wspó'czynnik stratno%ci zapewnia natychmiastow) reakcj$ Stopy tytanu 0,3 Tak dobre jak stal, odporne na korozj$, drogie! Nylony 0,3 Polipropylen 0,3 HDPE 0,3 PTFE 0,3 Elastomery 0,5÷10 Doskona'a warto%& M zapewnia du(e odkszta'cenie spr$(yste. Du(y wspó'czynnik stratno%ci powoduje opó*nion) reakcj$ Polimery wykazuj) du() sk'onno%& do pe'zania i wykazuj) du() stratno%&. Wykonane z nich urz)dzenia wykazuj) ma') powtarzalno%& docsity.com Wtyczka docsity.com Bezpiecze'stwo i efektywno$% pracy wtyczki zale#y od zdolno$ci ró#nych cz $ci do przewodzenia pr!du elektrycznego Nale#y wi c rozwa#y% przewodnictwo elektryczne poszczególnych cz $ci- trzy grupy •Cz $ci które musz! dobrze przewodzi% pr!d •Cz $ci które musz! by% izolatorami •Cz $ci dla których przewodnictwo elektryczne nie jest istotne docsity.com Przewodnictwo elektryczne z uwzgl dnieniem kosztów Tanie izolatory Tanie przewodniki docsity.com Jako izolatory najcz $ciej stosuje si polimery i ceramik a jako przewodniki - metale a dlaczego nie np. drewno i mied(? docsity.com wytrzyma"o$% na rozci!ganie polimerów jest stosunkowo niska w porównaniu z innymi materia"ami jednak odpowiednia konstrukcja obudowy mo#e zapewni% odpowiedni! wytrzyma"o$% i sztywno$%. Odporno$% na obci!#enia dynamiczne (udarno$%) jest mocno zró#nicowana dla ró#nych typów polimerów (ABS, nylon versus UF) docsity.com Dlaczego stosuje si ró#ne polimery? ABS – wtyczki nieroz"!czne – jednoelementowe UF - wtyczki roz"!czne – dwuelementowe docsity.com Bolce – s! najbardziej krytycznym elementem – wymagania •Przegrzanie – nie mog! si nadmiernie nagrzewa% ( niebezpiecze'stwo po#aru!) – po#!dany materia" o niskiej oporno$ci •Zachowanie kszta tu – mimo wielokrotnego w"!czania i wy"!czania materia" nie mo#e ulega% zu#yciu - po#!dany materia" o wysokiej wytrzyma"o$ci •Niski koszt – materia"u i produkcji Dlaczego mosi!dz (brass) a nie np. stal? docsity.com Nag"e p kanie docsity.com Ilustracja własności mechanicznych sztywny silny Idealnie! <= wytrzymfły Lekki «<= Za mało sztywny (potrzebne większe E) <— potrzebna wyższa granica plastyczności <= Za mała wytrzymałość na zerwanie <— Za ciężki (potrzebna mniejsza gęstość p) docsity.com Zniszczenie materia"u w wyniku nag"ego p kania Zniszczenie materia"u polega na ruchu lokalnego p kni cia w materiale a# do rozdzielenia go na dwie cz $ci. Istniej!ce p kni cia nagle staj! si niestabilne i p kanie zachodzi z pr dko$ci! d(wi ku. docsity.com • Napr #enia $cinaj!ce mog! spowodowa% p kanie, ale w praktyce, 99% p kni % jest spowodowanych napr !eniami rozci"gaj"cymi. • P kni cie wymaga dostarczenia energii, aby mog"o si przemieszcza%. • Energia jest zu ywana na tworzenie nowej powierzchni (przy p kaniu zwi ksza si powierzchnia). Bardzo du#! rol odgrywa mikrostruktura. • Energia dostarczana jest energi" spr !yst" zmagazynowan" w odkszta#conym materiale. Gdy p kni cie si przemieszcza, w niektórych miejscach materia"u znika napr #enie uwalniaj!c w ten sposób energi spr #yst!. • Poza zale#no$ci! mi dzy energi! dostarczon! i zu#yt! musi dodatkowo wyst!pi% w materiale wystarczaj!co du#e napr #enie aby zerwa% wi!zania chemiczne umo#liwiaj!c w ten sposób propagacj p kni cia. docsity.com Aby p kni cie zwi kszy"o si o &a to wykonana praca &W musi by%: atGUW c el &&& '( &W – praca wykonana przez przy"o#one obci!#enie (ci$nienie wewn!trz balonu) &Uel – zmiana energii spr #ystej Gc – energia wydatkowana na jednostk pola powierzchni p kni cia - krytyczna szybko$% uwalniania energii t&a – przyrost powierzchni p kni cia Gct&a – energia zgromadzona w wierzcho"ku p kni cia docsity.com