Elastische modulus, stijfheid, sterkte en hardheid uitgelegd

Heb je je ooit afgevraagd waarom sommige materialen buigen en andere breken? Deze blogpost verkent de fascinerende wereld van materiaaleigenschappen, met de nadruk op elasticiteit, stijfheid, sterkte en hardheid. Aan het einde begrijp je hoe deze eigenschappen van invloed zijn op alles, van machineonderdelen tot alledaagse voorwerpen.

Inhoudsopgave

elasticiteitsmodulus

Wat is de elasticiteitsmodulus

Elastisch model is een belangrijk prestatieparameter van materialen.

Er zijn veel parameters die gebruikt worden om materialen te meten, waaronder elasticiteitsmodulus, stijfheid, sterkte en hardheid de meest voorkomende zijn, maar veel mensen begrijpen deze parameters niet volledig.

Laten we deze concepten eens bekijken om de onderlinge relaties beter te begrijpen.

De elasticiteitsmodulus geeft de elasticiteit van materialen weer. Hoe groter de elasticiteitsmodulus, hoe beter het materiaal bestand is tegen vervorming. In het elastische bereik wordt spanning gedeeld door rek een positief evenredig verband, dat voldoet aan de wet van Hooke, en de verhouding hiervan is de elasticiteitsmodulus.

De elasticiteitsmodulus is een inherente eigenschap van materialen en weerspiegelt de bindingssterkte tussen atomen, moleculen of ionen. De chemische samenstelling, kristalstructuur en temperatuur van het materiaal beïnvloeden de elasticiteitsmodulus. In het algemeen geldt: hoe hoger de temperatuur van het materiaal, hoe lager de elasticiteitsmodulus. Bij het smeden van onderdelen is het bijvoorbeeld beter om de onderdelen eerst te verwarmen om de elasticiteitsmodulus te verlagen en treksterkte van het materiaal in plaats van direct bij kamertemperatuur te smeden.

Heeft warmtebehandeling invloed op de elasticiteitsmodulus?

De warmtebehandeling van metalen omvat algemene warmtebehandeling (gloeien, afschrikken, ontlaten, normaliseren) en oppervlaktewarmtebehandeling (carboneren, nitreren, hoog-, midden- en laagfrequent afschrikken, anodiseren van aluminiumlegeringen, enz.)

Warmtebehandeling kan de vloeigrens en treksterkte verbeteren sterkte van materialen. Het heeft echter weinig effect op de elasticiteitsmodulus, die met ongeveer 5% verandert.

In technische toepassingen wordt de elasticiteitsmodulus meestal gebruikt als een constante.

Stijfheid

De stijfheid van een onderdeel verwijst naar het vermogen om elastische vervorming te weerstaan onder externe krachten. De stijfheid hangt af van de geometrie van het onderdeel, zoals de stijfheid van staven met verschillende doorsneden, maar ook van de materiaalselectie van het onderdeel zelf. Voor dezelfde constructie resulteert een grotere elasticiteitsmodulus in een grotere stijfheid van de constructie.

In technische toepassingen is stijfheid gerelateerd aan de nauwkeurigheid van onderdelen, zoals de spindel van een bewerkingsmachine.

Wanneer de bewerkingsmachine in bedrijf is, is het belangrijk dat de spindel niet vervormt na te zijn belast, omdat dit de bewerkingsnauwkeurigheid kan beïnvloeden.

Daarom moet bij het ontwerp van de spindel van een bewerkingsmachine rekening worden gehouden met zowel de structuur als de elasticiteitsmodulus van het materiaal.

Sterkte

Sterkte wordt gebruikt om de draagkracht van het onderdeel zelf te meten.

Voor brosse materialen gebruiken we treksterkte of druksterkte om te beoordelen of onderdelen falen.

Voor elastische materialen gebruiken we de vloeigrens om te beoordelen of de onderdelen blijvend vervormd zijn en de treksterkte om te beoordelen of de onderdelen gebroken zijn.

Hardheid

Hardheid verwijst naar het vermogen van materialen om weerstand te bieden aan harde voorwerpen die op het oppervlak drukken. Bij het meten van hardheid worden indrukkers gebruikt om op het oppervlak van onderdelen te drukken en wordt de hardheid van materialen bepaald op basis van de indrukdiepte op het oppervlak van de onderdelen.

Daarom vertegenwoordigt hardheid het vermogen van een materiaal om plastische vervorming te weerstaan en hoe hoger de sterktegrens van een materiaal, hoe hoger de hardheid.

De hardheidswaarde wordt bepaald door de initiële weerstand tegen plastische vervorming en de weerstand tegen continue plastische vervorming. Hoe hoger de sterkte van het materiaal, hoe hoger de weerstand tegen plastische vervorming en hoe hoger de hardheidswaarde.

Verband tussen elasticiteitsmodulus en hardheid

Er is geen verband tussen elasticiteitsmodulus en hardheid.

De hardheid meet het vermogen van een materiaal om plastische vervorming te weerstaan en de elasticiteitsmodulus is de materiaalconstante van het materiaal zelf.

Vergeet niet: sharing is caring! : )
Shane
Auteur

Shane

Oprichter van MachineMFG

Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.

Volgende

H Beam Maten en Gewichtstabel

Heb je je ooit afgevraagd wat de verborgen wereld is van H-balken? In dit boeiende artikel ontrafelen we de mysteries achter deze essentiële constructiecomponenten. Onze deskundige werktuigbouwkundige...
MachineMFG
Til uw bedrijf naar een hoger niveau
Abonneer je op onze nieuwsbrief
Het laatste nieuws, artikelen en bronnen, wekelijks naar je inbox gestuurd.
© 2024. Alle rechten voorbehouden.

Neem contact met ons op

Je krijgt binnen 24 uur antwoord van ons.