Grafiek voor metaalsterkte:dit is wat elke productontwerper moet weten

Wat is het ideale metaal (of metaallegering) voor mijn project?

Productontwerpers stellen deze vraag vaak tijdens de productontwikkelingsfase. En hoewel veel factoren bijdragen aan het succes van een metaallegering voor een productontwikkelingsproject, staan ​​de mechanische eigenschappen van de legering (zoals de metaalsterkte) bovenaan de lijst.

Metaalsterkte beschrijft het vermogen van een metaal om vervorming (en falen) te weerstaan ​​onder invloed van verschillende krachten (of belastingscondities). Er zijn echter verschillende soorten metaalsterkten en verschillende meetwaarden waarmee u ze kunt meten. Hier bespreken we alles wat u moet weten over de sterkte van metalen en metaalsterktetabellen.

Verschillende laadomstandigheden begrijpen

Om te begrijpen wat de sterkte van metalen inhoudt, moeten we eerst bespreken hoe materialen reageren op belasting door uitgeoefende krachten of beweging. Afbeelding 1 is een illustratie van een typische staaf die de verschillende fundamentele soorten belasting ervaart.

Figuur 1:Fundamentele soorten beladingstoestanden

Bij drukbelasting hebben twee gelijke krachten de neiging om in tegengestelde richtingen op de staaf te duwen, waardoor deze wordt samengedrukt. Net als drukbelasting, heeft trekbelasting ook twee krachten die in tegengestelde richting werken. De krachten bij trekbelasting hebben echter de neiging om aan de stang te trekken.

Buigbelasting treedt op wanneer twee krachten (met dezelfde richting) op afstand op de staaf werken. Daarentegen heeft afschuifbelasting krachten die coplanair met de dwarsdoorsnede van de staaf worden uitgeoefend, wat betekent dat ze de conventionele belastingsas raken.

Ongeacht het type belasting dat op deze staaf inwerkt, kunnen de effecten van deze externe krachten op deze staaf worden geschat met behulp van twee belangrijke parameters:spanning en rek.

Wat zijn stress en spanning?

Von Mises engineering stress plot van een motor drijfstang op technische tekening

Spanning is de grootte van een externe kracht die inwerkt op het dwarsdoorsnedegebied van een lichaam. Daarentegen beschrijft spanning de hoeveelheid vervorming die het lichaam ervaart in de richting van die kracht.

Bekijk het vanaf deze kant. Laten we zeggen dat je een vooraf bepaalde grootte van trekkracht uitoefent op de cirkelvormige doorsnede van een aluminium staaf. In een dergelijk scenario stelt u de staaf bloot aan trekspanningen en veroorzaakt u interne krachten tussen de staafdeeltjes. Als gevolg hiervan zorgt deze interne kracht ervoor dat het deeltje van de staaf geleidelijk uitrekt en vervormt, wat de spanning beschrijft.

Ervan uitgaande dat je de trekkracht (of spanning) blijft vergroten, zou je merken dat de hoeveelheid vervorming toeneemt totdat het materiaal uiteindelijk bezwijkt of uit elkaar valt. Het gedrag van de staaf voordat hij faalt, hangt af van de verschillende soorten metaalsterkte die hij bezit.

Wat zijn de soorten kracht?

Afbeelding 2 is een grafische weergave die laat zien hoe een metalen onderdeel zou reageren op trekspanning voordat het defect raakt.

Figuur 2:Grafische weergave spanning-rek

1. Opbrengststerkte

Opbrengststerkte verwijst naar de maximale sterkte die een metaal kan weerstaan ​​vóór plastische vervorming, wat een permanente verandering in de vorm van het metaal betekent zonder breuk.

2. Ultieme treksterkte

De ultieme treksterkte (ook wel de treksterkte genoemd) is de maximale trekspanning die het metaal kan weerstaan ​​voordat het bezwijkt (of breekt). U kunt de treksterkte van een metaal evalueren met behulp van een trekbank.

De trekbank heeft twee wiggrepen die aan beide uiteinden een metalen stuk stevig vasthouden. De machine trekt tijdens het testproces langzaam in de lengterichting aan het stuk totdat het stuk breekt. De hoeveelheid trekkracht (of spanning) die op het metaal wordt uitgeoefend en de rek worden tijdens de test gemeten om de rek en treksterkte van het metalen stuk te bepalen.

Figuur 3:Trekbankmachine

Tabel 1 geeft de vloeigrens en treksterkte weer van verschillende gewone metalen die u mogelijk overweegt voor uw productontwikkelingsproject. Deze waarden zijn bepaald aan de hand van een reeks trekproeven op verschillende metalen.

Tabel 1:Grafiek voor metaalsterkte

Maar de sterkte van een metaal is niet beperkt tot vloei- en treksterkten.

Andere soorten metaalsterkte

Drukkracht :beschrijft de maximale drukspanning die een onderdeel kan weerstaan ​​voordat het bezwijkt of breekt. U kunt de druksterkte evalueren met behulp van een druktestmachine, die vrij gelijkaardig is aan het trektestapparaat, behalve dat het druktestapparaat het onderdeel comprimeert.

Inslagkracht :beschrijft het vermogen van een metaal om plotselinge scherpe belastingen te weerstaan ​​zonder breuk (of falen). Het wordt normaal gesproken uitgedrukt in termen van de hoeveelheid energie die het materiaal kan absorberen voordat het breekt en kan worden bepaald met behulp van de impacttestmachine.

Figuur 4:Impacttestmachine

De impacttestmachine heeft een slinger die met een vooraf bepaalde kracht op een metalen stuk slaat totdat het breekt. De hoeveelheid energie die het metaal kan weerstaan ​​voordat het faalt, wordt bepaald als de slagvastheid van het metaal.

Afschuifsterkte:beschrijft de maximale afschuifbelasting die een metaal kan weerstaan ​​voordat het bezwijkt in afschuiving.

Gerelateerd bericht:Wat zijn de beste metalen om te bewerken? Hier zijn 5 opties

Een ideaal metaal kiezen voor uw component:Gensun kan helpen

Nu u begrijpt wat metaalsterkte inhoudt, bent u het ermee eens dat het essentieel is om een ​​metaal te kiezen dat bestand is tegen de verschillende belastingsomstandigheden die uw product (of onderdeel) zal ervaren. Naast het kiezen van het ideale metaal, moet u er echter ook voor zorgen dat uw metalen onderdelen nauwkeurig en nauwkeurig worden bewerkt met behulp van de modernste productietechnologieën.

Gensun Precision Precision is een toonaangevende leverancier van CNC-bewerkingsdiensten in heel Azië. Ons team van ingenieurs, machinisten en kwaliteitscontrole-experts werkt met u samen om het ideale metaal voor uw product te kiezen voordat uw onderdelen nauwkeurig en nauwkeurig worden gefabriceerd.

Lees meer over onze CNC-bewerkingsservices.