Docsity
Docsity

Przygotuj się do egzaminów
Przygotuj się do egzaminów

Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity


Otrzymaj punkty, aby pobrać
Otrzymaj punkty, aby pobrać

Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium


Informacje i wskazówki
Informacje i wskazówki

Materiały inżynierskie - Notatki - Materiałoznastwo - Część 1, Notatki z Materiały inżynieryjne

W notatkach omawiane zostają zagadnienia z materiałoznastwa: materiały inżynierskie; wskaźniki wytrzymałościowe

Typologia: Notatki

2012/2013

Załadowany 14.03.2013

mellow_99
mellow_99 🇵🇱

4.3

(26)

170 dokumenty

Podgląd częściowego tekstu

Pobierz Materiały inżynierskie - Notatki - Materiałoznastwo - Część 1 i więcej Notatki w PDF z Materiały inżynieryjne tylko na Docsity! MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów Mechanicznych Politechniki Warszawskiej Wymiar 30 godzin (E) Materia y pomocnicze do wyk adu (preskrypt) Politechnika Warszawska Wydzia In!ynierii Materia owej Warszawa 1997 r 1 MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej 1. Wst#p KSZTA CENIE STUDENTÓW WYDZIA ÓW MECHANICZNYCH W ZAKRESIE IN!YNIERII MATERIA OWEJ. Materia y s" endemiczne dla wszystkich specjalno#ci in!ynierskich i bez nich in!ynier nie mo!e wykonywa$ swego zawodu. Zrozumienie dla tego faktu potwierdza analiza programów studiów in!ynierskich w renomowanych uczelniach zagranicznych, w których przedmioty z zakresu in!ynierii materia owej lokowane s" na 11 roku studiów w znacznym wymiarze godzinowym (zwykle 40 do 60 godzin, oraz laboratorium). Istotn" spraw" dla programów tych przedmiotów jest wywa!enie udzia u wiedzy podstawowej i wiadomo#ci in!ynierskich, a tak!e wybór metod nauczania. Jest faktem bezspornym, !e in!ynier mechanik realizuj" swoje koncepcje i projekty musi dokonywa$ wyboru w#ród bardzo licznych materia ów konstrukcyjnych lub funkcjonalnych, a wszelkie b %dy w dokonanym wyborze mog" skutkowa$ uszkodzeniem lub zniszczeniem zaprojektowanego urz"dzenia (konstrukcji). In!ynier mechanik mo!e odwo ywa$ si% do konsultacji lub pomocy specjalistów, ale musi potrafi$ sformu owa$ problem materia owy: okre#li$ warunki pracy w sposób zrozumia y dla specjalisty. Coraz wa!niejszymi we wspó czesnej technice i stanowi"cymi o konkurencyjno#ci wyboru (konstrukcji) s" takie parametry materia u jak cena, masa jednostkowa (a w a#ciwie stosunek wska&ników wytrzyma o#ciowych do masy jednostkowej), mo!liwo#ci zagospodarowania odpadów produkcyjnych oraz wyrobów po okresie ich eksploatacji. Bardzo istotnym parametrem jest tzw. ekologiczne obci"!enie #rodowiska. Podstawowym wymogiem przy nowoczesnym wyborze materia ów jest traktowanie równorz%dnie ró!nych ich rodzajów (metale, polimery, ceramika, kompozyty) tak, aby funkcja celu mog a by$ zrealizowana przy najmniejszych kosztach materia owych i eksploatacyjnych. Nie jest wi%c mo!liwe (poza trywialnie prostymi przypadkami) si%ganie wy "cznie do banku danych o w a#ciwo#ciach materia ów - tak uzyskane informacje w wi%kszo#ci przypadków mog" s u!y$ tylko do wst%pnego wytypowania jednego lub kilku materia ów. Modyfikacja programów studiów musi stawia$ jako cel dydaktyczny obudzenie zainteresowania przedmiotem in!ynieria materia owa przez wykazanie jego przydatno#ci dla wykonania zawodu in!yniera. Mo!na to uzyska$ przez realizacj% nast%puj"cych zada' dydaktycznych: 1) Przedstawienie obci"!e' lub warunków pracy powoduj"cych uszkodzenie lub zniszczenie wyrobu w przypadku nieprawid owego wyboru materia u. 2) Scharakteryzowanie najwa!niejszych grup materia ów konstrukcyjnych z uwzgl%dnieniem podstaw kszta towania ich w a#ciwo#ci. 3) Scharakteryzowanie wa!nych dla obs ugiwanego Wydzia u rodzajów materia ów (np. obszaru materia ów funkcjonalnych). 4) Przedstawienie metodyki post%powania przy doborze materia u. 2 MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej Rys. 1.1 Systematyka obci"!e' statycznych. 5 MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej Rys. 1.2 Odkszta cenia: a) przy rozci"ganiu b)przy #ciskaniu c) odkszta cenie obj%to#ciowe. 6 MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej 7 Rys. 1.3 Energia i si y mi%dzyatomowe. Rys. 1.4 Wykres rozci"gania metali. MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej Rys. 1.7 Dyslokacja: a) kraw%dziowa b) #rubowa. 10 MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej 11 Rys. 1.8 Schemat wspinania si% dyslokacji kraw%dziowej: a) dodatniego w wyniku dyfuzji wakansów do dyslokacji b) ujemnego w wyniku dyfuzji atomów do dyslokacji. Rys. 1.9 Schemat w"skok"towej granicy daszkowej o k"cie dezorientacji Q. Rys. 1.10 Schemat struktury polikrystalicznej metali. MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej 12 Rys. 1.11 Defekty struktury krystalicznej. Rys. 1.12 Rzeczywisty wykres rozci"gania stali niskow%glowej. MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej Rys. 1/16 Wykres zm%czeniowy Wolhera: ZK - wytrzyma o#$ zm%czeniowa przy ma ej liczbie cykli ZO - ograniczona wytrzyma o#$ zm%czeniowa ZZ - nieograniczona wytrzyma o#$ zm%czeniowa. Tabela Oszcz%dno#ci wynikaj"ce ze zmniejszenia masy wyrobu Przemys$ Oszcz#dno)ci (umowna jednostka masy) Samochodowy 1 Lotnictwo cywilne 100 Lotnictwo wojskowe 1000 Kosmiczny 10000 15 MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej Temat 2: CHARAKTERYSTYKA MECHANIZMÓW NISZCZ%CYCH POWIERZCHNI' WYROBÓW ("CIERANIE, KOROZJA, ZM'CZENIE). Wyk$ad 3h 1) Przyczyny zu!ycia powierzchni wyrobów (tarcie, zm%czenie, korozja). 2) (cieranie (charakterystyka powierzchni przedmiotu, analiza kontaktu fizycznego dwóch powierzchni, odporno#$ na zu!ycie, smarowanie, mechanizmy przebiegu zu!ycia powierzchni materia u spowodowane tarciem (zu!ycie #cierne, zu!ycie adhezyjne). 3) Korozja (niszczenie materia ów pod wp ywem reakcji z otaczaj"cym #rodowiskiem; mechanizmy korozji: chemiczny i elektrochemiczny; g ówne typy zniszcze' korozyjnych: korozja równomierna, w!erowa, selektywna, mi%dzy krystaliczna, napr%!eniowa; procesy utleniania metali; metody ochrony przed korozj"). 4) Zm%czenie (warunki zachodzenia procesu zm%czenia, podstawowe poj%cia opisuj"ce zjawisko zm%czenia, próba zm%czenia, mechanizm zm%czenia, skutki procesu zm%czenia dlatrwa o#ci materia ów). Zalecana literatura: 1. M. F. Ashby i D.R.H. Jones, Engineering Materials, Pergamon, Oxford, 1993, wydana w j%zyku polskim przez Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 1996. 2. L.A. Dobrza'ski, Metaloznawstwo i obróbka cieplna stopów metali, Wyd. Politechniki (l"skiej, Gliwice 1993. 3. M. Hebda, A. Wachal, Trybologia, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa , 1980. 4. S. Koca'da, Zm%czeniowe p%kanie metali, WNT, Warszawa, 1985. 16 MATERIA Y IN!YNIERSKIE (WIADOMO"CI PODSTAWOWE) Wyk ad dla I roku Wydzia ów mechanicznych Politechniki Warszawskiej CHARAKTERYSTYKA MECHANIZMÓW NISZCZ%CYCH POWIERZCHNI'WYROBÓW ("CIERANIE, KOROZJA, ZM'CZENIE) Rys. 2.1 Model warstwy wierzchniej (WW) cia a sta ego: G - grubo#$ warstwy wierzchniej B - struktura warstwy wierzchniej U - utwardzanie (umocnienie) strefy #rodkowej Sw - ska!enia warstwy wierzchniej s - napr%!enia w asne warstwy wierzchniej 1 - mikrop%kni%cia 2 - szczelina 3 - rzadzizna 4 -pory 5 - wyrwa 6 - wtr"cenie Rys. 2.2 Uproszczony model warstwy wierzchniej po obróbce plastycznej 17