際際滷

際際滷Share a Scribd company logo

Vatlieucokhi 3 - cotinhcuavatlieu

Download as PPTX, PDF
K
Khoa Hu畛nhuan

Vat lieu co khi HUI

1 of 41
1 IUH - 2016
2 CH3 C TNH C畛A V畉T LI畛U N畛i dung 畛ng su畉t v bi畉n d畉ng K辿o N辿n C畉t Xo畉n Bi畉n d畉ng n h畛i Bi畉n d畉ng d畉o Gi畛i h畉n n h畛i/ m担 un n h畛i Gi畛i h畉n ch畉y 畛 b畛n k辿o V畉t li畛u d畉o, gi嘆n 畛 d畉o, 畛 dai, 畛 c畛ng
3 T畉i sao nghi棚n c畛u c董 t鱈nh c畛a v畉t li畛u? - C叩c k畛 s動 c董 kh鱈 c坦 nhi畛m v畛 ph畉i hi畛u c叩c t鱈nh ch畉t c董 h畛c c畛a v畉t li畛u v c叩c ph動董ng ph叩p o c叩c c董 t鱈nh 坦. - C叩c k畛 s動 c董 kh鱈 ph畉i thi畉t k畉 c叩c chi ti畉t c坦 畛ng su畉t lm vi畛c trong gi畛i h畉n n h畛i cho ph辿p 畛 kh担ng x畉y ra bi畉n d畉ng d畉o v ph叩 h畛y chi ti畉t. - C叩c k畛 s動 c董 kh鱈 t鱈nh to叩n l畛c/畛ng su畉t t叩c d畛ng l棚n v畉t li畛u lm bi畉n d畉ng v畉t li畛u nh畉m t畉o h狸nh v畉t li畛u mong mu畛n. GI畛I THI畛U
4 C叩c c董 t鱈nh then ch畛t c畛a v畉t li畛u c畉n cho qu叩 tr狸nh thi畉t k畉 g畛m: 畛 c畛ng v畛ng, 畛 b畛n, 畛 c畛ng, 畛 d畉o, v 畛 d畉o dai (stiffness, strength, hardness, ductility, and toughness) C叩c t鱈nh ch畉t tr棚n c畉n ph畉i x叩c 畛nh m畛t c叩ch ch畉c ch畉n b畉ng c叩c ph辿p o 動畛c chu畉n b畛 c畉n th畉n. C叩c t鱈nh ch畉t c董 h畛c 動畛c nhi畛u 董n v畛, t畛 ch畛c quan t但m (v鱈 d畛, c叩c nh s畉n xu畉t v ng動畛i ti棚u d湛ng v畉t t動, c叩c t畛 ch畛c nghi棚n c畛u, c叩c c董 quan ch鱈nh ph畛 v.v.). GI畛I THI畛U
5 Ph但n lo畉i t畉i tr畛ng 畛nh ngh挑a N畉u t畉i tr畛ng t叩c d畛ng l棚n b畛 m畉t ho畉c di畛n t鱈ch m畉t c畉t ngang c畛a chi ti畉t m畛t c叩ch 畛ng 畛u, th狸 hnh vi c董 h畛c c畛a v畉t li畛u c坦 th畛 x叩c 畛nh b畉ng ph辿p o 畛ng su畉t bi畉n d畉ng 董n gi畉n. C坦 ba c叩ch c董 b畉n t畉i tr畛ng c坦 th畛 t叩c 畛ng l棚n v畉t li畛u: k辿o cng ho畉c n辿n, c畉t (ti畉p) v xo畉n. KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
6 Lo畉i t畉i t叩c 畛ng K辿o (tensile) N辿n (compression) Ct (shear) Xo畉n (torsion) Materials Science and Engineering- An Introduction, 9th Edition - William D. Callister, Jr. David G. Rethwisch KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
7 Engineering Materials 1 [Ashby,_Michael_F.;_Jones,_David_R._H.] KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
8 Th畛 k辿o- X叩c 畛nh 動畛ng cong 畛ng su畉t bi畉n d畉ng - 畛 x叩c 畛nh m畛t s畛 畉c t鱈nh c董 h畛c c畛a v畉t li畛u r畉t quan tr畛ng trong thi畉t k畉: 畛 c畛ng v畛ng (m担 un n h畛i), 畛 b畛n (n h畛i, t畛i h畉n, ph叩 h畛y ...), t鱈nh d畉o (畛 gi達n di, 畛 gi畉m di畛n t鱈ch ...) - M畉u b畛 bi畉n d畉ng, th動畛ng 畉n ph叩 h畛y, b畉ng t畉i tr畛ng k辿o tng d畉n 叩p vo d畛c tr畛c c畛a m畉u th畛. - M畉t c畉t ngang c畛a m畉u th動畛ng l tr嘆n, vu担ng ho畉c m畉u t畉m. KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
9 C董 ch畉 th畛 k辿o KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
10 M叩y th畛 k辿o At IUH KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
11 K畉t qu畉 th畛 k辿o T畉i tr畛ng ho畉c l畛c t動董ng 畛ng v畛i 畛 d達n di 動畛c bi畛u di畛n d動畛i d畉ng 畛ng su畉t v bi畉n d畉ng k畛 thu畉t. 畛ng su畉t k畛 thu畉t: = F / A0 [N/mm2=MPa] F : T畉i tr畛ng 畉t vu担ng g坦c v畛i m畉t c畉t ngang c畛a m畉u A0 : Di畛n t鱈ch m畉t c畉t ngang c畛a m畉u 畛 bi畉n d畉ng k畛 thu畉t: 竜 = l / l0 ( 100 %) l - 畛 d達n di, l0 Chi畛u di ban 畉u. 畛ng su畉t v bi畉n d畉ng mang gi叩 tr畛 d動董ng n畉u ch畛u t畉i tr畛ng k辿o, v mang gi叩 tr畛 但m n畉u t畉i tr畛ng n辿n. l/2 KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
12 K畉t qu畉 th畛 n辿n Ph動董ng ph叩p t動董ng t畛 nh動 th畛 k辿o nh動ng l畛c bi畉n d畉ng h動畛ng vo m畉u. T鱈nh to叩n: s畛 d畛ng c叩c c担ng th畛c t動董ng t畛 nh動 th畛 k辿o 畛 x叩c 畛nh 畛ng su畉t v bi畉n d畉ng. L畛c n辿n c坦 gi叩 tr畛 但m -> 畛ng su畉t 但m. l0 l畛n h董n li, -> 畛 bi畉n d畉ng c滴ng 但m. Th畛 k辿o ph畛 bi畉n h董n v狸 d畛 th畛c hi畛n; Th畛 n辿n cho 鱈t th担ng tin h董n. S畛 d畛ng khi hnh vi c畛a v畉t li畛u ch畛u s畛 bi畉n d畉ng l畛n v v挑nh vi畛n, ho畉c khi v畉t li畛u gi嘆n kh担ng th畛 k辿o 動畛c. KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
13 M畉u th畛 n辿n H畛p kim 畛ng Xi mng KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
14 Th畛 c畉t v xo畉n 畛ng su畉t ti畉p t鱈nh theo c担ng th畛c sau = F / A0 [N/mm2=MPa] F - t畉i 畉t song song v畛i m畉t tr棚n v d動畛i m畉u v畛i di畛n t鱈ch A0. 畛 bi畉n d畉ng: = tg慮 ( 100 %); 慮 g坦c bi畉n d畉ng Bi畉n d畉ng xo畉n l m畛t d畉ng bi畉n d畉ng c畉t 董n thu畉n. 畛ng su畉t trong tr動畛ng h畛p ny l m畛t hm c畛a m担 men xo畉n 董n thu畉n T, 畛 bi畉n d畉ng 動畛c t鱈nh theo g坦c nghi棚n . KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
15 Bi畉n d畉ng n h畛i (Elastic deformation) C坦 kh畉 nng t畛 ph畛c h畛i: khi t畉i 畉t vo 動畛c g畛 b畛, v畉t li畛u tr畛 v畛 nguy棚n h狸nh d畉ng ban 畉u c畛a n坦 畛 bi畉n d畉ng th動畛ng nh畛 (ngo畉i tr畛 m畛t s畛 nh畛a v cao su) Bi畉n d畉ng d畉o (Plastic deformation) Kh担ng ph畛c h畛i: khi b畛 t畉i, v畉t li畛u s畉 kh担ng tr畛 v畛 h狸nh d叩ng ban 畉u. BI畉N D畉NG N H畛I V BI畉N D畉NG D畉O
16 Hnh vi 畛ng su畉t Bi畉n d畉ng (tuy畉n t鱈nh) V畛i h畉u h畉t kim lo畉i 畛ng su畉t v Bi畉n d畉ng k畛 thu畉t t畛 l畛 thu畉n theo 畛nh lu畉t Hooke = E 竜 (Hooke's law) E l M担 un n h畛i, c坦 c湛ng 董n v畛 nh動 , N/m2 ho畉c Pa; 畛ng su畉t tr動畛t (c畉t) v Bi畉n d畉ng tr動畛t c滴ng t畛 l畛 thu畉n qua quy lu畉t sau = G ; G M担 un bi畉n d畉ng tr動畛t BI畉N D畉NG N H畛I 竜 Bi畉n d畉ng n h畛i tuy畉n t鱈nh Ch畉t t畉i D畛 t畉i 畛 d畛c = E 畛ngsu畉t Bi畉n d畉ng
17 畛 l畛n M担 un n h畛i C叩c kim lo畉i, h畛p kim th担ng d畛ng: 45 GPa (Mg) v 407 GPa (W) (nhi畛t 畛 ph嘆ng) BI畉N D畉NG N H畛I
18 Gi畉i th鱈ch 畛 c畉p 畛 nguy棚n t畛 BI畉N D畉NG N H畛I
19 BI畉N D畉NG N H畛I 畛 c畛ng (v畛ng) t畉i nhi畛t 畛 ph嘆ng (i.e., m担 un n h畛i) cho m畛t s畛 lo畉i v畉t li畛u nh動 kim lo畉i, ceramic, polymer v composit v畉t li畛u
20 T畛 s畛 gi畛a bi畉n d畉ng b棚n (x, y) v bi畉n d畉ng d畛c tr畛c Kim lo畉i v h畛p kim: = 0.25 - 0.35 M畛i quan h畛 gi畛a G, E v E = 2G (1 + ) G - 畛ng su畉t tr動畛t a s畛 kim lo畉i, G = 0.4E BI畉N D畉NG N H畛I T鱈nh n h畛i c畛a v畉t li畛u H畛 s畛 Poisson
21 動畛ng cong 畛ng su畉t bi畉n d畉ng Bi畉n d畉ng n h畛i th畛c s畛 ch畛 d動畛i 0.005 畛 bi畉n d畉ng (h畉u h畉t c叩c kim lo畉i). Tr棚n gi畛i h畉n n h畛i (P), quan h畛 畛ng su畉t bi畉n d畉ng kh担ng c嘆n tuy畉n t鱈nh Bi畉n d畉ng d畉o x畉y ra l do ph叩 v畛 li棚n k畉t nguy棚n t畛, trong v畉t li畛u tinh th畛 l do s畛 tr動畛t c畛a l畛ch. BI畉N D畉NG D畉O
22 畛 b畛n n h畛i (gi畛i h畉n n h畛i) H畉u h畉t chi ti畉t m叩y 動畛c thi畉t k畉 lm vi畛c trong gi畛i h畉n n h畛i -> c畉n x叩c 畛nh gi畛i h畉n n h畛i H畉u h畉t kim lo畉i bi畉n d畉ng d畉o x畉y ra t畛 t畛 i畛m gi畛i h畉n P ph但n chia bi畉n d畉ng d畉o v bi畉n d畉ng n h畛i Gi畛i h畉n n h畛i, y (MPa): l i畛m x叩c 畛nh ranh gi畛i. M畛t s畛 v畉t li畛u kh坦 x叩c 畛nh i畛m ny, n棚n l叩y quy 動畛c 0.002 (畛 bi畉n d畉ng, 0.2% 畛 gi畉n di. BI畉N D畉NG D畉O
23 Qu叩 tr狸nh bi畉n d畉ng c畛a th辿p Th辿p c叩c bon th畉p ho畉c kim lo畉i d畉o, gi畛i h畉n n d畉o x畉y ra trong kho畉ng i畛m tr棚n v d動畛i. Gi畛i h畉n n d畉o d畛 x叩c 畛nh. Gi叩 tr畛 gi畛i h畉n n h畛i l畉y gi叩 tr畛 trung b狸nh. Nh担m: 35 Mpa ; th辿p c叩c bon trung b狸nh ~ 600 th辿p 畛 b畛n cao > 1400 Mpa BI畉N D畉NG D畉O
24 畛 b畛n k辿o V動畛t qua gi畛i h畉n n h畛i v畉t li畛u ti畉p t畛c bi畉n d畉ng d畉o t畛i gi叩 tr畛 炭ng su畉t l畛n nh畉t, M, v gi畉m t畛i i畛m F (畛 b畛n ph叩 h畛y) 50 Mpa (Al) to 3000 Mpa for the high-strength steels BI畉N D畉NG D畉O
25 畛 b畛n k辿o vs. 畛 b畛n n h畛i Th担ng th動畛ng khi thi畉t k畉 畛 b畛n n h畛i 動畛c quan t但m nhi畛u h董n, thi畉t k畉 ph畉i 畉m b畉o chi ti畉t m叩y lm vi畛c trong kho畉ng gi畛i h畉n n h畛i. 畛 b畛n ph叩 h畛y kh担ng ph畉i l ch畛 ti棚u 畛 thi畉t k畉 chi ti畉t m叩y. BI畉N D畉NG D畉O
26 動畛ng cong 畛ng su畉t bi畉n d畉ng m畛t s畛 lo畉i th辿p BI畉N D畉NG D畉O
27 V畉t li畛u gi嘆n v畉t li畛u d畉o 畛 d畉o l kh畉 nng v畉t li畛u bi畉n d畉ng tr動畛c khi ph叩 h畛y (fracture) C叩c kim lo畉i hay h畛p kim kh担ng bi畉n d畉ng d畉o hay 鱈t bi畉n d畉ng coi l gi嘆n BI畉N D畉NG D畉O
28 畛 d畉o X叩c 畛nh theo % gi畉n di (plastic tensile strain at failure) Ho畉c theo s畛 gi畉m di畛n t鱈ch m畉t c畉t ngang c畛a m畉u lo lf Ao Af V畉t li畛u d畉o khi bi畉n d畉ng s畉 t畉o c畛 th畉c BI畉N D畉NG D畉O
29 V畉t li畛u gi嘆n v畉t li畛u d畉o D畉o: EL% > 8% (叩ng ch畛ng) Gi嘆n: EL% < 5% (叩ng ch畛ng) BI畉N D畉NG D畉O
30 畛 dai (畛 dai va 畉p, J/m3) Kh畉 nng v畉t li畛u h畉p thu nng l動畛ng v bi畉n d畉ng d畉o tr動畛c khi ph叩 h畛y. (s畛 ch畛ng l畉i ph叩 h畛y khi v畉t li畛u c坦 v畉t n畛t) 畛 tr畉ng th叩i t挑nh (t畛c 畛 bi畉n d畉ng th畉p), c坦 th畛 x叩c 畛nh nh畛 動畛ng cong - 竜 M畛t kim lo畉i dai, ph畉i bao g畛m c畉 b畛n v d畉o Th動畛ng x叩c 畛nh b畉ng ph動董ng ph叩p th畛 畛 dai va 畉p BI畉N D畉NG D畉O
31 PP Charpy (fracture toughness) Nng l動畛ng va 畉p E = m.g (H - h) 畛 dai va 畉p = E/S S: Di畛n t鱈ch m畉t c畉t ngang BI畉N D畉NG D畉O
32 PP Charpy: M畉u th畛 v thi畉t b畛 BI畉N D畉NG D畉O
33 畛 C畛NG o kh畉 nng bi畉n d畉ng d畉o c畛c b畛 c畛a v畉t li畛u (e.g., v畉t l探m nh畛 ho畉c v畉t x動畛t) Theo thang Mohs scale: kh畉 nng m畛t v畉t li畛u co x動畛t m畛t v畉t li畛u m畛m h董n: 1 10 (diamond) Ph動董ng ph叩p o 畛 c畛ng 動畛c d湛ng ph畛 bi畉n h董n c叩c pp th畛 c董 t鱈nh kh叩c: - 董n gi畉n v r畉 - Kh担ng ph叩 h畛y m畉u - C叩c t鱈nh ch畉t c董 kh叩c c坦 th畛 suy ra t畛 d畛 li畛u 畛 c畛ng ch畉ng h畉n 畛 b畛n k辿o BI畉N D畉NG D畉O
34 CC LO畉I 畛 C畛NG (1.588, 3.175, 6.350, 12.70 mm)
35 畉U O Brinell Rockwell Steel Ball & Diamond Cone Vickers
36 MY O AAV-503 Rockwell
37 CHUY畛N 畛I 畛 C畛NG C坦 chuy畛n 畛i gi畛a c叩c thang o 畛 c畛ng kh叩c nhau. C叩c thang c坦 th畛 chuy畛n 畛i l畉n nhau: Knoop, Brinell, Rockwell v Mohs B畉ng chuy畛n 畛i th担ng d畛ng theo ti棚u chu畉n ASTM: E140
38 畛 c畛ng v 畛 b畛n
39 T坦m t畉t c董 t鱈nh https://www.youtube.com Search for: MaterialsScience2000 Methods to test materials Tensile test - Brinell hardness test - Vickers hardness test - Rockwell hardness test - Charpy impact test - Fatigue test - Metallography part I - Metallography part II Dye penetrant Inspection - Magnetic particle examination - Ultrasonic testing X-ray inspection and computed tomography - Scanning electron microscope Responsible: Prof. Dr.-Ing. Rainer Schwab, Karlsruhe University of Applied Sciences, Germany
40 THI畉T K畉/H畛 S畛 AN TON What are the limits of safe deformation? Yield strength is usually the important parameter for practical engineering design 働S thi畉t k畉: d = Nc c - 動s t鱈nh to叩n t畛i a N h畛 s畛 thi畉t k畉 > 1 畉m b畉o d < y 働S an ton: w = y/N N h畛 s畛 an ton N = 1.2 - 4.0
41 Summary Stress and strain: Size-independent measures of load and displacement, respectively Elastic behavior: Reversible mechanical deformation, often shows a linear relation between stress and strain Elastic deformation is characterized by elastic moduli (E or G). To minimize deformation, select a material with a large elastic moduli (E or G) Plastic behavior: Permanent deformation, occurs when the tensile (or compressive) uniaxial stress reaches the yield strength y Tensile strength: maximum stress supported by the material Toughness: The energy needed to break a unit volume of material Ductility: The plastic strain at failure

More Related Content

Vatlieucokhi 3 - cotinhcuavatlieu

  • 2. 2 CH3 C TNH C畛A V畉T LI畛U N畛i dung 畛ng su畉t v bi畉n d畉ng K辿o N辿n C畉t Xo畉n Bi畉n d畉ng n h畛i Bi畉n d畉ng d畉o Gi畛i h畉n n h畛i/ m担 un n h畛i Gi畛i h畉n ch畉y 畛 b畛n k辿o V畉t li畛u d畉o, gi嘆n 畛 d畉o, 畛 dai, 畛 c畛ng
  • 3. 3 T畉i sao nghi棚n c畛u c董 t鱈nh c畛a v畉t li畛u? - C叩c k畛 s動 c董 kh鱈 c坦 nhi畛m v畛 ph畉i hi畛u c叩c t鱈nh ch畉t c董 h畛c c畛a v畉t li畛u v c叩c ph動董ng ph叩p o c叩c c董 t鱈nh 坦. - C叩c k畛 s動 c董 kh鱈 ph畉i thi畉t k畉 c叩c chi ti畉t c坦 畛ng su畉t lm vi畛c trong gi畛i h畉n n h畛i cho ph辿p 畛 kh担ng x畉y ra bi畉n d畉ng d畉o v ph叩 h畛y chi ti畉t. - C叩c k畛 s動 c董 kh鱈 t鱈nh to叩n l畛c/畛ng su畉t t叩c d畛ng l棚n v畉t li畛u lm bi畉n d畉ng v畉t li畛u nh畉m t畉o h狸nh v畉t li畛u mong mu畛n. GI畛I THI畛U
  • 4. 4 C叩c c董 t鱈nh then ch畛t c畛a v畉t li畛u c畉n cho qu叩 tr狸nh thi畉t k畉 g畛m: 畛 c畛ng v畛ng, 畛 b畛n, 畛 c畛ng, 畛 d畉o, v 畛 d畉o dai (stiffness, strength, hardness, ductility, and toughness) C叩c t鱈nh ch畉t tr棚n c畉n ph畉i x叩c 畛nh m畛t c叩ch ch畉c ch畉n b畉ng c叩c ph辿p o 動畛c chu畉n b畛 c畉n th畉n. C叩c t鱈nh ch畉t c董 h畛c 動畛c nhi畛u 董n v畛, t畛 ch畛c quan t但m (v鱈 d畛, c叩c nh s畉n xu畉t v ng動畛i ti棚u d湛ng v畉t t動, c叩c t畛 ch畛c nghi棚n c畛u, c叩c c董 quan ch鱈nh ph畛 v.v.). GI畛I THI畛U
  • 5. 5 Ph但n lo畉i t畉i tr畛ng 畛nh ngh挑a N畉u t畉i tr畛ng t叩c d畛ng l棚n b畛 m畉t ho畉c di畛n t鱈ch m畉t c畉t ngang c畛a chi ti畉t m畛t c叩ch 畛ng 畛u, th狸 hnh vi c董 h畛c c畛a v畉t li畛u c坦 th畛 x叩c 畛nh b畉ng ph辿p o 畛ng su畉t bi畉n d畉ng 董n gi畉n. C坦 ba c叩ch c董 b畉n t畉i tr畛ng c坦 th畛 t叩c 畛ng l棚n v畉t li畛u: k辿o cng ho畉c n辿n, c畉t (ti畉p) v xo畉n. KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
  • 6. 6 Lo畉i t畉i t叩c 畛ng K辿o (tensile) N辿n (compression) Ct (shear) Xo畉n (torsion) Materials Science and Engineering- An Introduction, 9th Edition - William D. Callister, Jr. David G. Rethwisch KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
  • 8. 8 Th畛 k辿o- X叩c 畛nh 動畛ng cong 畛ng su畉t bi畉n d畉ng - 畛 x叩c 畛nh m畛t s畛 畉c t鱈nh c董 h畛c c畛a v畉t li畛u r畉t quan tr畛ng trong thi畉t k畉: 畛 c畛ng v畛ng (m担 un n h畛i), 畛 b畛n (n h畛i, t畛i h畉n, ph叩 h畛y ...), t鱈nh d畉o (畛 gi達n di, 畛 gi畉m di畛n t鱈ch ...) - M畉u b畛 bi畉n d畉ng, th動畛ng 畉n ph叩 h畛y, b畉ng t畉i tr畛ng k辿o tng d畉n 叩p vo d畛c tr畛c c畛a m畉u th畛. - M畉t c畉t ngang c畛a m畉u th動畛ng l tr嘆n, vu担ng ho畉c m畉u t畉m. KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
  • 9. 9 C董 ch畉 th畛 k辿o KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
  • 10. 10 M叩y th畛 k辿o At IUH KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
  • 11. 11 K畉t qu畉 th畛 k辿o T畉i tr畛ng ho畉c l畛c t動董ng 畛ng v畛i 畛 d達n di 動畛c bi畛u di畛n d動畛i d畉ng 畛ng su畉t v bi畉n d畉ng k畛 thu畉t. 畛ng su畉t k畛 thu畉t: = F / A0 [N/mm2=MPa] F : T畉i tr畛ng 畉t vu担ng g坦c v畛i m畉t c畉t ngang c畛a m畉u A0 : Di畛n t鱈ch m畉t c畉t ngang c畛a m畉u 畛 bi畉n d畉ng k畛 thu畉t: 竜 = l / l0 ( 100 %) l - 畛 d達n di, l0 Chi畛u di ban 畉u. 畛ng su畉t v bi畉n d畉ng mang gi叩 tr畛 d動董ng n畉u ch畛u t畉i tr畛ng k辿o, v mang gi叩 tr畛 但m n畉u t畉i tr畛ng n辿n. l/2 KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
  • 12. 12 K畉t qu畉 th畛 n辿n Ph動董ng ph叩p t動董ng t畛 nh動 th畛 k辿o nh動ng l畛c bi畉n d畉ng h動畛ng vo m畉u. T鱈nh to叩n: s畛 d畛ng c叩c c担ng th畛c t動董ng t畛 nh動 th畛 k辿o 畛 x叩c 畛nh 畛ng su畉t v bi畉n d畉ng. L畛c n辿n c坦 gi叩 tr畛 但m -> 畛ng su畉t 但m. l0 l畛n h董n li, -> 畛 bi畉n d畉ng c滴ng 但m. Th畛 k辿o ph畛 bi畉n h董n v狸 d畛 th畛c hi畛n; Th畛 n辿n cho 鱈t th担ng tin h董n. S畛 d畛ng khi hnh vi c畛a v畉t li畛u ch畛u s畛 bi畉n d畉ng l畛n v v挑nh vi畛n, ho畉c khi v畉t li畛u gi嘆n kh担ng th畛 k辿o 動畛c. KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
  • 13. 13 M畉u th畛 n辿n H畛p kim 畛ng Xi mng KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
  • 14. 14 Th畛 c畉t v xo畉n 畛ng su畉t ti畉p t鱈nh theo c担ng th畛c sau = F / A0 [N/mm2=MPa] F - t畉i 畉t song song v畛i m畉t tr棚n v d動畛i m畉u v畛i di畛n t鱈ch A0. 畛 bi畉n d畉ng: = tg慮 ( 100 %); 慮 g坦c bi畉n d畉ng Bi畉n d畉ng xo畉n l m畛t d畉ng bi畉n d畉ng c畉t 董n thu畉n. 畛ng su畉t trong tr動畛ng h畛p ny l m畛t hm c畛a m担 men xo畉n 董n thu畉n T, 畛 bi畉n d畉ng 動畛c t鱈nh theo g坦c nghi棚n . KHI NI畛M V畛 畛NG SU畉T V BI畉N D畉NG
  • 15. 15 Bi畉n d畉ng n h畛i (Elastic deformation) C坦 kh畉 nng t畛 ph畛c h畛i: khi t畉i 畉t vo 動畛c g畛 b畛, v畉t li畛u tr畛 v畛 nguy棚n h狸nh d畉ng ban 畉u c畛a n坦 畛 bi畉n d畉ng th動畛ng nh畛 (ngo畉i tr畛 m畛t s畛 nh畛a v cao su) Bi畉n d畉ng d畉o (Plastic deformation) Kh担ng ph畛c h畛i: khi b畛 t畉i, v畉t li畛u s畉 kh担ng tr畛 v畛 h狸nh d叩ng ban 畉u. BI畉N D畉NG N H畛I V BI畉N D畉NG D畉O
  • 16. 16 Hnh vi 畛ng su畉t Bi畉n d畉ng (tuy畉n t鱈nh) V畛i h畉u h畉t kim lo畉i 畛ng su畉t v Bi畉n d畉ng k畛 thu畉t t畛 l畛 thu畉n theo 畛nh lu畉t Hooke = E 竜 (Hooke's law) E l M担 un n h畛i, c坦 c湛ng 董n v畛 nh動 , N/m2 ho畉c Pa; 畛ng su畉t tr動畛t (c畉t) v Bi畉n d畉ng tr動畛t c滴ng t畛 l畛 thu畉n qua quy lu畉t sau = G ; G M担 un bi畉n d畉ng tr動畛t BI畉N D畉NG N H畛I 竜 Bi畉n d畉ng n h畛i tuy畉n t鱈nh Ch畉t t畉i D畛 t畉i 畛 d畛c = E 畛ngsu畉t Bi畉n d畉ng
  • 17. 17 畛 l畛n M担 un n h畛i C叩c kim lo畉i, h畛p kim th担ng d畛ng: 45 GPa (Mg) v 407 GPa (W) (nhi畛t 畛 ph嘆ng) BI畉N D畉NG N H畛I
  • 18. 18 Gi畉i th鱈ch 畛 c畉p 畛 nguy棚n t畛 BI畉N D畉NG N H畛I
  • 19. 19 BI畉N D畉NG N H畛I 畛 c畛ng (v畛ng) t畉i nhi畛t 畛 ph嘆ng (i.e., m担 un n h畛i) cho m畛t s畛 lo畉i v畉t li畛u nh動 kim lo畉i, ceramic, polymer v composit v畉t li畛u
  • 20. 20 T畛 s畛 gi畛a bi畉n d畉ng b棚n (x, y) v bi畉n d畉ng d畛c tr畛c Kim lo畉i v h畛p kim: = 0.25 - 0.35 M畛i quan h畛 gi畛a G, E v E = 2G (1 + ) G - 畛ng su畉t tr動畛t a s畛 kim lo畉i, G = 0.4E BI畉N D畉NG N H畛I T鱈nh n h畛i c畛a v畉t li畛u H畛 s畛 Poisson
  • 21. 21 動畛ng cong 畛ng su畉t bi畉n d畉ng Bi畉n d畉ng n h畛i th畛c s畛 ch畛 d動畛i 0.005 畛 bi畉n d畉ng (h畉u h畉t c叩c kim lo畉i). Tr棚n gi畛i h畉n n h畛i (P), quan h畛 畛ng su畉t bi畉n d畉ng kh担ng c嘆n tuy畉n t鱈nh Bi畉n d畉ng d畉o x畉y ra l do ph叩 v畛 li棚n k畉t nguy棚n t畛, trong v畉t li畛u tinh th畛 l do s畛 tr動畛t c畛a l畛ch. BI畉N D畉NG D畉O
  • 22. 22 畛 b畛n n h畛i (gi畛i h畉n n h畛i) H畉u h畉t chi ti畉t m叩y 動畛c thi畉t k畉 lm vi畛c trong gi畛i h畉n n h畛i -> c畉n x叩c 畛nh gi畛i h畉n n h畛i H畉u h畉t kim lo畉i bi畉n d畉ng d畉o x畉y ra t畛 t畛 i畛m gi畛i h畉n P ph但n chia bi畉n d畉ng d畉o v bi畉n d畉ng n h畛i Gi畛i h畉n n h畛i, y (MPa): l i畛m x叩c 畛nh ranh gi畛i. M畛t s畛 v畉t li畛u kh坦 x叩c 畛nh i畛m ny, n棚n l叩y quy 動畛c 0.002 (畛 bi畉n d畉ng, 0.2% 畛 gi畉n di. BI畉N D畉NG D畉O
  • 23. 23 Qu叩 tr狸nh bi畉n d畉ng c畛a th辿p Th辿p c叩c bon th畉p ho畉c kim lo畉i d畉o, gi畛i h畉n n d畉o x畉y ra trong kho畉ng i畛m tr棚n v d動畛i. Gi畛i h畉n n d畉o d畛 x叩c 畛nh. Gi叩 tr畛 gi畛i h畉n n h畛i l畉y gi叩 tr畛 trung b狸nh. Nh担m: 35 Mpa ; th辿p c叩c bon trung b狸nh ~ 600 th辿p 畛 b畛n cao > 1400 Mpa BI畉N D畉NG D畉O
  • 24. 24 畛 b畛n k辿o V動畛t qua gi畛i h畉n n h畛i v畉t li畛u ti畉p t畛c bi畉n d畉ng d畉o t畛i gi叩 tr畛 炭ng su畉t l畛n nh畉t, M, v gi畉m t畛i i畛m F (畛 b畛n ph叩 h畛y) 50 Mpa (Al) to 3000 Mpa for the high-strength steels BI畉N D畉NG D畉O
  • 25. 25 畛 b畛n k辿o vs. 畛 b畛n n h畛i Th担ng th動畛ng khi thi畉t k畉 畛 b畛n n h畛i 動畛c quan t但m nhi畛u h董n, thi畉t k畉 ph畉i 畉m b畉o chi ti畉t m叩y lm vi畛c trong kho畉ng gi畛i h畉n n h畛i. 畛 b畛n ph叩 h畛y kh担ng ph畉i l ch畛 ti棚u 畛 thi畉t k畉 chi ti畉t m叩y. BI畉N D畉NG D畉O
  • 26. 26 動畛ng cong 畛ng su畉t bi畉n d畉ng m畛t s畛 lo畉i th辿p BI畉N D畉NG D畉O
  • 27. 27 V畉t li畛u gi嘆n v畉t li畛u d畉o 畛 d畉o l kh畉 nng v畉t li畛u bi畉n d畉ng tr動畛c khi ph叩 h畛y (fracture) C叩c kim lo畉i hay h畛p kim kh担ng bi畉n d畉ng d畉o hay 鱈t bi畉n d畉ng coi l gi嘆n BI畉N D畉NG D畉O
  • 28. 28 畛 d畉o X叩c 畛nh theo % gi畉n di (plastic tensile strain at failure) Ho畉c theo s畛 gi畉m di畛n t鱈ch m畉t c畉t ngang c畛a m畉u lo lf Ao Af V畉t li畛u d畉o khi bi畉n d畉ng s畉 t畉o c畛 th畉c BI畉N D畉NG D畉O
  • 29. 29 V畉t li畛u gi嘆n v畉t li畛u d畉o D畉o: EL% > 8% (叩ng ch畛ng) Gi嘆n: EL% < 5% (叩ng ch畛ng) BI畉N D畉NG D畉O
  • 30. 30 畛 dai (畛 dai va 畉p, J/m3) Kh畉 nng v畉t li畛u h畉p thu nng l動畛ng v bi畉n d畉ng d畉o tr動畛c khi ph叩 h畛y. (s畛 ch畛ng l畉i ph叩 h畛y khi v畉t li畛u c坦 v畉t n畛t) 畛 tr畉ng th叩i t挑nh (t畛c 畛 bi畉n d畉ng th畉p), c坦 th畛 x叩c 畛nh nh畛 動畛ng cong - 竜 M畛t kim lo畉i dai, ph畉i bao g畛m c畉 b畛n v d畉o Th動畛ng x叩c 畛nh b畉ng ph動董ng ph叩p th畛 畛 dai va 畉p BI畉N D畉NG D畉O
  • 31. 31 PP Charpy (fracture toughness) Nng l動畛ng va 畉p E = m.g (H - h) 畛 dai va 畉p = E/S S: Di畛n t鱈ch m畉t c畉t ngang BI畉N D畉NG D畉O
  • 32. 32 PP Charpy: M畉u th畛 v thi畉t b畛 BI畉N D畉NG D畉O
  • 33. 33 畛 C畛NG o kh畉 nng bi畉n d畉ng d畉o c畛c b畛 c畛a v畉t li畛u (e.g., v畉t l探m nh畛 ho畉c v畉t x動畛t) Theo thang Mohs scale: kh畉 nng m畛t v畉t li畛u co x動畛t m畛t v畉t li畛u m畛m h董n: 1 10 (diamond) Ph動董ng ph叩p o 畛 c畛ng 動畛c d湛ng ph畛 bi畉n h董n c叩c pp th畛 c董 t鱈nh kh叩c: - 董n gi畉n v r畉 - Kh担ng ph叩 h畛y m畉u - C叩c t鱈nh ch畉t c董 kh叩c c坦 th畛 suy ra t畛 d畛 li畛u 畛 c畛ng ch畉ng h畉n 畛 b畛n k辿o BI畉N D畉NG D畉O
  • 34. 34 CC LO畉I 畛 C畛NG (1.588, 3.175, 6.350, 12.70 mm)
  • 35. 35 畉U O Brinell Rockwell Steel Ball & Diamond Cone Vickers
  • 37. 37 CHUY畛N 畛I 畛 C畛NG C坦 chuy畛n 畛i gi畛a c叩c thang o 畛 c畛ng kh叩c nhau. C叩c thang c坦 th畛 chuy畛n 畛i l畉n nhau: Knoop, Brinell, Rockwell v Mohs B畉ng chuy畛n 畛i th担ng d畛ng theo ti棚u chu畉n ASTM: E140
  • 38. 38 畛 c畛ng v 畛 b畛n
  • 39. 39 T坦m t畉t c董 t鱈nh https://www.youtube.com Search for: MaterialsScience2000 Methods to test materials Tensile test - Brinell hardness test - Vickers hardness test - Rockwell hardness test - Charpy impact test - Fatigue test - Metallography part I - Metallography part II Dye penetrant Inspection - Magnetic particle examination - Ultrasonic testing X-ray inspection and computed tomography - Scanning electron microscope Responsible: Prof. Dr.-Ing. Rainer Schwab, Karlsruhe University of Applied Sciences, Germany
  • 40. 40 THI畉T K畉/H畛 S畛 AN TON What are the limits of safe deformation? Yield strength is usually the important parameter for practical engineering design 働S thi畉t k畉: d = Nc c - 動s t鱈nh to叩n t畛i a N h畛 s畛 thi畉t k畉 > 1 畉m b畉o d < y 働S an ton: w = y/N N h畛 s畛 an ton N = 1.2 - 4.0
  • 41. 41 Summary Stress and strain: Size-independent measures of load and displacement, respectively Elastic behavior: Reversible mechanical deformation, often shows a linear relation between stress and strain Elastic deformation is characterized by elastic moduli (E or G). To minimize deformation, select a material with a large elastic moduli (E or G) Plastic behavior: Permanent deformation, occurs when the tensile (or compressive) uniaxial stress reaches the yield strength y Tensile strength: maximum stress supported by the material Toughness: The energy needed to break a unit volume of material Ductility: The plastic strain at failure

Editor's Notes

  1. 12b, 13/8
  2. 12b, 14/8
  3. 12c 13/8
  4. 12c, 14/8