Během provozu jsou kovové výrobky vystaveny různým typům zatížení: statickému, dynamickému, proměnnému, tahovému, tlakovému, ohybovému, kroucenému, smykovému, koncentrovanému, rozloženému, spojitému atd.
Pod vlivem vnějšího zatížení a různých vnitřních fyzikálních a mechanických procesů v kovu vznikají mezi částicemi vnitřní síly (elastické síly), které kladou odpor deformaci.
Hodnoty vnitřních elastických sil se měří pomocí napětí. To závisí na hodnotách sil působících na výrobek.
Pevnost součásti bude zajištěna, když skutečná napětí budou menší nebo rovna přípustným.
Napětí může vznikat vlivem vnějšího zatížení a po jeho odstranění mizí, nebo vnitřní, vznikající a vyrovnávající se bez působení vnějších sil.
Vnitřní napětí má významný vliv na vlastnosti kovů a transformace, které v nich probíhají.
Vznik vnitřních napětí je obvykle spojen s nerovnoměrným rozložením deformací v celém objemu výrobku. Při rychlém ohřevu nebo ochlazování se tedy objevují tepelná napětí v důsledku nerovnoměrného roztahování (stlačování) povrchových a vnitřních vrstev. Fázová nebo strukturní napětí vznikají při krystalizaci, při tepelném zpracování v důsledku strukturálních přeměn atd.
Vnitřní napětí se dělí na napětí 1. druhu, vznikající v objemu celého výrobku; 2. druhu, vznikající v objemu jednoho zrna (krystalitu); 3. druhu, vznikající v objemech krystalové buňky (submikroskopická).
Síly působící na výrobek způsobují deformaci kovu. Deformace je změna geometrie výrobku pod vlivem vnějších sil, se změnami teploty, vlhkosti, fázovými přeměnami atd. Existují dva hlavní typy deformací – elastické (vratné) a plastické. Elastické deformace vznikají, když pod vlivem působících sil dochází k nevýznamnému (obr. 4, a) posunutí atomů (menšímu než je meziatomová vzdálenost). Při takovém posunutí atomů z rovnovážné polohy je narušena rovnováha přitažlivých nebo odpudivých sil.
Obr. 4. Schémata deformací: a – elastická; b – kluzná; c – dvojčená
Proto se po odstranění zatížení posunuté atomy vrátí do své původní rovnovážné polohy a krystaly získají svůj původní tvar a velikost, tj. vliv elastické deformace na tvar, strukturu a vlastnosti produktu se po odstranění zatížení zcela zruší.
Plastická (zbytková) deformace přetrvává i po odstranění zatížení, protože je spojena s pohybem atomů v krystalech na relativně velké vzdálenosti. Způsobuje zbytkové změny tvaru, struktury a vlastností kovu bez makroskopických diskontinuit. Plastické deformace lze dosáhnout kluzem nebo dvojčatováním.
Během deformace posuvem (obr. 4, b) se jednotlivé části krystalu vůči sobě navzájem posouvají působením tečných napětí (?) a dosahují určité kritické hodnoty.
Během deformace dvojčatováním (obr. 4, c) se část krystalu restrukturalizuje do nové polohy, zrcadlově symetrické k nedeformované části vzhledem k rovině A-A, nazývané rovina dvojčatování.
Plastická deformace polykrystalického kovu probíhá podobně jako deformace monokrystalu, přičemž změna tvaru výrobku nastává v důsledku plastické deformace každého zrna. Při významných deformacích, v důsledku kluzu, zrna (krystaly) mění svůj tvar z kulatého na protáhlý a tvoří tzv. vláknitou strukturu. Pod vlivem rostoucího napětí na určitou hodnotu dochází k takové zbytkové deformaci, při které se objevují trhliny a poté k úplné destrukci výrobku.
Mechanické vlastnosti kovů závisí do značné míry na napětí a schopnosti odolávat deformaci.
Mezi hlavní mechanické vlastnosti patří: pevnost – odolnost kovu vůči deformaci a destrukci; pružnost – schopnost kovu obnovit svůj tvar a objem po pominutí účinků příčin způsobujících deformaci; plasticita – schopnost kovu měnit (bez destrukce) svůj tvar a velikost vlivem vnějších sil a zachovat si zbytkové deformace po odstranění těchto sil; tvrdost – odolnost kovu vůči pronikání tvrdšího tělesa; rázová houževnatost – schopnost kovu odolávat působení rázového zatížení; opotřebitelnost – schopnost kovu opotřebovávat se působením třecích sil.
Představte si gumový míč. Hodíte ho u zdiA je deformovaný, scvrkává, měnící jeho tvar. Ale co se děje, když míč odráží seVrací se do svého původního kulatého tvaru. forma! To a dochází k projevu elasticity – vlastnosti materiálu obnovit svůj tvar po ukončení působení vnějších sil.
Odolnost nespočívá jen v návratu ke svému starému já. forma, jedná se o schopnost materiálu „zapomenout“ O, co se mu stalo. Představit si, že natáhnete gumičku. Stane se z ní déleale jakmile to pustíš ji, okamžitě se vrátí do své původní polohy stavu, jako by se nic nestalo.
Elasticita – tuto vlastnost, což umožňuje materiálům odolávat určitým zatížení, bez neustálé deformace. ️ Například, mosty, budova a další struktury musí být dostatečné elastickýodolat hmotnosti и zatížení, aniž by byl zničen.
Elasticita je důležitým faktorem při výběru materiálů pro různé účely. Například, na výrobu pružiny, tlumiče nárazů a další podrobnosti, které se musí po návratu vrátit do původního stavu deformace, používejte materiály s vysokou elasticitou.
Elasticita – tuto vlastnost, což má velký význam v různých oblastech věda a technologie. NapříkladVe fyzice se elasticita používá k popisu chování materiálů pod vlivem vnějších sil. V inženýrství se elasticita používá pro design a tvorba různých struktur a mechanismy.
Elasticita – tuto vlastnost, což se projevuje nejen u pevných látek materiály, но a v kapaliny a plyny. Například, vzduch v pneumatice automobilu má pružnost, což umožňuje pneumatice odolat zatížení a udržet si tvar.
Elasticita – tuto vlastnost, což má svá omezení. Pokud zatížení materiálu překročí limit jeho elasticita, materiál se může deformovat neustále a dokonce i zhroucení.
Elasticita – tuto vlastnost, což závisí na mnoha faktorytakový jaká je teplota, tlak, složení materiálu. NapříkladS rostoucí teplotou se obvykle snižuje elasticita materiálů.
Elasticita – tuto vlastnost, který hraje v našich životech důležitou roli. Díky elasticitě můžeme použít mnoho věciŽe jsme obklopeni, z gumových míčků k mostům a budovy.
Pro přístup do konkrétní sekce klikněte na odkaz níže:
