Таблица прочности металла:вот что должен знать каждый дизайнер продукта

Какой металл (или металлический сплав) идеально подходит для моего проекта?

Дизайнеры продуктов обычно задают этот вопрос на этапе разработки продукта. И хотя многие факторы влияют на успех металлического сплава в проекте по разработке продукта, механические свойства сплава (например, прочность металла) занимают первое место в списке.

Прочность металла описывает способность металла сопротивляться деформации (и разрушению) под действием различных сил (или условий нагружения). Однако существуют различные типы прочности металлов и несколько показателей, по которым вы можете их измерить. Здесь мы обсуждаем все, что вам нужно знать о прочности металлов и таблицах прочности металлов.

Понимание различных условий загрузки

Чтобы понять, что влечет за собой прочность металлов, нам нужно сначала обсудить, как материалы реагируют на нагрузку из-за приложенных сил или движения. На рис. 1 показан типичный стержень, подвергающийся различным основным типам нагрузки.

Рисунок 1:Основные типы условий загрузки

При сжимающей нагрузке две равные силы стремятся давить на стержень в противоположных направлениях, заставляя его сжиматься. Как и сжимающая нагрузка, растягивающая нагрузка также имеет две силы, действующие в противоположных направлениях. Однако силы при растягивающей нагрузке имеют тенденцию тянуть стержень.

Изгибающая нагрузка возникает, когда на стержень на расстоянии действуют две силы (с одинаковым направлением). Напротив, сдвиговая нагрузка представляет собой силу, приложенную копланарно поперечному сечению стержня ㅡ, что означает, что они действуют по касательной к обычной оси нагрузки.

Независимо от типа нагрузки, действующей на этот стержень, воздействие этих внешних сил на этот стержень можно оценить с помощью двух ключевых параметров:напряжения и деформации.

Что такое стресс и напряжение?

График инженерных напряжений фон Мизеса шатуна двигателя на техническом чертеже

Напряжение – это величина внешней силы, действующей на площадь поперечного сечения тела. Напротив, деформация описывает степень деформации тела в направлении действия этой силы.

Рассмотрим этот вариант. Допустим, вы прикладываете заданную величину растягивающей силы к круглому поперечному сечению алюминиевого стержня. В таком сценарии вы подвергаете стержень растягивающему напряжению и вызываете внутренние силы между частицами стержня. В результате эта внутренняя сила заставляет частицу стержня постепенно растягиваться и деформироватьсяㅡ, что описывает деформацию.

Предполагая, что вы продолжаете увеличивать растягивающую силу (или напряжение), вы заметите, что величина деформации увеличивается до тех пор, пока материал в конечном итоге не выйдет из строя или не разорвется. Поведение стержня до того, как он выйдет из строя, зависит от различных типов прочности металла, которым он обладает.

Какие существуют типы силы?

Рисунок 2 представляет собой графическое изображение, показывающее, как металлическая деталь будет реагировать на растягивающее напряжение, прежде чем она выйдет из строя.

Рис. 2. Графическое представление напряжения-деформации

1. Предел текучести

Предел текучести относится к максимальной прочности, которую может выдержать металл до пластической деформацииㅡ, что означает постоянное изменение формы металла без разрушения.

2. Предельная прочность на растяжение

Предел прочности при растяжении (также называемый пределом прочности при растяжении) — это максимальное растягивающее напряжение, которое металл может выдержать до того, как он выйдет из строя (или сломается). Прочность металла на растяжение можно оценить с помощью разрывной машины.

Машина для испытаний на растяжение оснащена двумя клиновидными захватами, которые надежно удерживают металлическую деталь с обоих концов. Машина медленно тянет деталь вдоль в процессе испытания, пока деталь не сломается. Величина растягивающего усилия (или напряжения), приложенного к металлу, и удлинение измеряются на протяжении всего испытания, чтобы определить предел текучести металлического изделия и предел прочности при растяжении.

Рис. 3. Машина для испытаний на растяжение

В Таблице 1 представлены предел текучести и предел прочности при растяжении различных распространенных металлов, которые вы, возможно, рассматриваете для своего проекта по разработке продукта. Эти значения были определены в результате серии испытаний на растяжение различных металлов.

Таблица 1:Таблица прочности металла

Но прочность металла не ограничивается пределом текучести и пределом прочности на растяжение.

Другие типы прочности металла

Прочность на сжатие :описывает максимальное напряжение сжатия, которое может выдержать деталь, прежде чем она выйдет из строя или сломается. Вы можете оценить прочность на сжатие, используя машину для испытаний на сжатиеㅡ, которая очень похожа на машину для испытаний на растяжение, за исключением того, что установка для испытаний на сжатие сжимает деталь.

Ударная вязкость :описывает способность металла выдерживать внезапные резкие нагрузки без разрушения (или выхода из строя). Обычно это выражается в виде количества энергии, которое материал может поглотить до разрушения, и может быть определено с помощью машины для испытания на удар.

Рис. 4. Машина для испытания на удар

Машина для испытания на удар имеет маятник, который ударяет по металлическому предмету с заданной силой до тех пор, пока он не сломается. Количество энергии, которому может противостоять металл, прежде чем он выйдет из строя, определяется как ударная вязкость металла.

Прочность на сдвиг:описывает максимальную нагрузку на сдвиг, которую может выдержать металл, прежде чем он разрушится при сдвиге.

Связанный пост:Какие металлы лучше всего подходят для обработки? Вот 5 вариантов

Выбор идеального металла для вашего компонента:Gensun может помочь

Теперь, когда вы понимаете, что влечет за собой прочность металла, вы согласитесь с тем, что выбор металла, способного выдерживать различные условия нагрузки, с которыми будет сталкиваться ваш продукт (или деталь), имеет важное значение. Однако, помимо выбора идеального металла, вы также должны убедиться, что ваши металлические детали обрабатываются точно и точно с использованием самых современных производственных технологий.

Gensun Precision Precision является ведущим поставщиком услуг по обработке с ЧПУ в Азии. Наша команда инженеров, механиков и экспертов по контролю качества работает с вами, чтобы выбрать идеальный металл для вашего продукта, прежде чем изготавливать ваши детали точно и точно.

Узнайте больше о наших услугах по обработке с ЧПУ.