Alexia Vanhoutte Samenvatting Materialen IV
Deel 1
Eigenschappen van materialen
Mechanische eigenschappen
= betrekking op het gedrag van materialen onder invloed van krachten
Krachten: trekkracht; drukkracht; afschuifkracht (alleen/in combi op materiaal uitgeoefend)
a.d.h.v. mechanische proeven beoordeelt men de mechanische eigenschappen.
Mechanische proeven: krachtenpatroon wordt eenvoudig gehouden
Gevaar!
= de resultaten v d proeven zijn niet bruikbaar
door de geïdealiseerde voorwaarden.
Krachtenpatroon in realiteit is veel complexer.
Geïdealiseerde proeven zijn wel het beginpunt van
iedere studie over mechanische eigenschappen.
De trekproef
= op een trekbank wordt een proefstaaf onderworpen a e trekkracht, dit tot hij breekt.
Tijdens die proef word de verlenging L en de trekkracht F continu gemeten.
DOEL? = trekkracht-verlengingsdiagram opstellen per materiaal.
Diagram heeft een verloop: begin vd proef -> verlenging L v d staaf = rechtevenredig met
de trekkracht F = liniare gedeelte / evenredigheidsgebied (OA)
(als de trekproef onderbroken wordt keert de staaf terug tot zijn oorspronkelijke lengte)
,Alexia Vanhoutte Samenvatting Materialen IV
• A = evenredigheidsgrens (OA) v e materiaal
o Voorbij punt A gebogen lijn = de versnelling neemt sneller toe dan het
evenredigheidsgebied
• C = onderbreken van de proef vaststelling: bij geleidelijke ontlasting wordt de
oorspronkelijke curve niet meer gevolgd
o Er wordt een recht lijn gevormd evenwijdig met belasting lijn OA tot in het
punt D
Trekstaaf behoudt blijvende verlenging OD = plastische vervorming
Trekkracht opnieuw opvoeren diagram verloopt volgens DC
• Vanaf C verloopt de curve tot B (zoals dit zou zijn zonder tussenontlasting)
• Trekkracht neemt toe tot een maximale waarde Fmax in punt B
• Tot in punt B is de verlenging gelijkmatig verdeeld over de volledige lengte
• Na bereiken v h max punt B proefstaaf wordt kleiner in het midden ontstaan
van insnoering.
• Insnoering wordt ingezet = de belasting op de proefstaaf daalt (minder kracht nodig
om ze uit te rekken)
• Vanaf B is er een afbuiging naar beneden
• Verlenging en insnoering gaan door tot de staaf breekt.
• Je hebt ook het spanning-rek diagram
o Spanning Q
o Spanning = kracht F gedeeld door het opp A waarop de kracht werkt.
o Q= F/A
• Trekspanning: voorwerp uittrekken o.i.v. kracht
• Drukspanning: voorwerp samendrukken O.I.V. drukkracht
• Schuifspanning: constructieonderdelen doen splijten O.i.v. schuifkracht
• Torsiespanning: voorwerp verwringen o.i.v. torsiekracht
• Buigspanning: voorwerp doen buigen
Bij de trekproef is de spanning de trekkracht F / oorspronkelijke doorsnede A°
• Oorspronkelijke doorsnede = als je aan een staaf trekt/buigt -> afmetingen
veranderen-> staaf wordt langer maar wel met zelfde dikte overal -> moleculen
komen bij = NIET WAAR -> de moleculen komen niet bij maar herschikken zich.
De rek
Symbool = Ვ (omgekeerd)
Def. : rek = de verlenging L / de oorspronkelijke lengte L°
Uitgedrukt in %
,Alexia Vanhoutte Samenvatting Materialen IV
!! de grootheden spanning en rek zijn onafhankelijk v d afmetingen van de proefstaaf
Spanning rek diagram heeft zelfde vorm als kracht-verlegningsdiagram
De treksterkte
= verhouding tussen maximale trekkracht Fmax en de oorspronkelijke proefstaaf v d
doorsnede A°
(formule) =
Vaak gebruikt als indicatie voor de sterkte v e materiaal
De elasticiteitsgrens
= de spanning waarbij voor het eerst plastische deformatie optreedt
Bij hogere spanning dan de elasticiteitsgrens treedt rek op die niet meer verdwijnt
In ontwerpsituaties is deze eigenschap van groter belang dan de treksterkte ontwerpers
willen niet dat hun construcite-element o.i.v. gebruiksspanning blijvend wordt
uitgerekt/verbogen
Vaak gebruikt als indicatie voor de stijfheid v e materiaal
(spanning die nodig is om de grens van liniair (elastisch) naar plastisch te bereiken)
, Alexia Vanhoutte Samenvatting Materialen IV
0,2%-rekgrens
= spanning waarbij een blijvende rek van 0,2% is opgetreden
Waarom? Omdat de spanning waarbij plastische deformatie inzet zich niet altijd exact laat
bepalen.
De elasticiteitsmodus van young E
=de verhouding van de spanning tot de rek die voor het liniaire gedeelte constant is
(maat voor de stijfheid)
Bv. De E van staal is 3x groter dan de E van aluminium toon aan dat de vervorming van
staal onder eenzelfde belasting 3x kleiner is.
Zie boek p. 10/11
De breukrek
Wordt bepaald vanuit de gebroken proefstaaf, niet vanuit het spanning-rek diagram
Breukreek wordt gevonden door beide delen v d gebroken proefstaaf a elkaar te passen en
dan de totale meetlengte bepalen.
Breukrek = lengte na de breuk – oorspronkelijke lengte / oorspronkelijke lengte x 100%
(formule- =
Breukrek = maat voor taaiheid v e materiaal
Taai materiaal= materiaal dat pas na sterke blijvende vervorming breekt.
Bv zacht staal
Bros materiaal= materiaal dat al bij geringe blijvende vervorming breekt
De insnoering
Gevonden door: het verschil tussen de oorspronkelijke dwarsdoorsnede en de doorsnede op
de plaats waar de proefstaaf is ingesnoerd en gebroken.
Materialen veel insnoeren= taaie materialen
Materialen weinig insnoeren = brosse materialen
Opm.
Materialen met een breukrek / insnoering <10% gelden als moeilijk vervormbaar = bros.
Deze materialen kunnen niet ver worden uitgerekt zonder te breken
Deel 1
Eigenschappen van materialen
Mechanische eigenschappen
= betrekking op het gedrag van materialen onder invloed van krachten
Krachten: trekkracht; drukkracht; afschuifkracht (alleen/in combi op materiaal uitgeoefend)
a.d.h.v. mechanische proeven beoordeelt men de mechanische eigenschappen.
Mechanische proeven: krachtenpatroon wordt eenvoudig gehouden
Gevaar!
= de resultaten v d proeven zijn niet bruikbaar
door de geïdealiseerde voorwaarden.
Krachtenpatroon in realiteit is veel complexer.
Geïdealiseerde proeven zijn wel het beginpunt van
iedere studie over mechanische eigenschappen.
De trekproef
= op een trekbank wordt een proefstaaf onderworpen a e trekkracht, dit tot hij breekt.
Tijdens die proef word de verlenging L en de trekkracht F continu gemeten.
DOEL? = trekkracht-verlengingsdiagram opstellen per materiaal.
Diagram heeft een verloop: begin vd proef -> verlenging L v d staaf = rechtevenredig met
de trekkracht F = liniare gedeelte / evenredigheidsgebied (OA)
(als de trekproef onderbroken wordt keert de staaf terug tot zijn oorspronkelijke lengte)
,Alexia Vanhoutte Samenvatting Materialen IV
• A = evenredigheidsgrens (OA) v e materiaal
o Voorbij punt A gebogen lijn = de versnelling neemt sneller toe dan het
evenredigheidsgebied
• C = onderbreken van de proef vaststelling: bij geleidelijke ontlasting wordt de
oorspronkelijke curve niet meer gevolgd
o Er wordt een recht lijn gevormd evenwijdig met belasting lijn OA tot in het
punt D
Trekstaaf behoudt blijvende verlenging OD = plastische vervorming
Trekkracht opnieuw opvoeren diagram verloopt volgens DC
• Vanaf C verloopt de curve tot B (zoals dit zou zijn zonder tussenontlasting)
• Trekkracht neemt toe tot een maximale waarde Fmax in punt B
• Tot in punt B is de verlenging gelijkmatig verdeeld over de volledige lengte
• Na bereiken v h max punt B proefstaaf wordt kleiner in het midden ontstaan
van insnoering.
• Insnoering wordt ingezet = de belasting op de proefstaaf daalt (minder kracht nodig
om ze uit te rekken)
• Vanaf B is er een afbuiging naar beneden
• Verlenging en insnoering gaan door tot de staaf breekt.
• Je hebt ook het spanning-rek diagram
o Spanning Q
o Spanning = kracht F gedeeld door het opp A waarop de kracht werkt.
o Q= F/A
• Trekspanning: voorwerp uittrekken o.i.v. kracht
• Drukspanning: voorwerp samendrukken O.I.V. drukkracht
• Schuifspanning: constructieonderdelen doen splijten O.i.v. schuifkracht
• Torsiespanning: voorwerp verwringen o.i.v. torsiekracht
• Buigspanning: voorwerp doen buigen
Bij de trekproef is de spanning de trekkracht F / oorspronkelijke doorsnede A°
• Oorspronkelijke doorsnede = als je aan een staaf trekt/buigt -> afmetingen
veranderen-> staaf wordt langer maar wel met zelfde dikte overal -> moleculen
komen bij = NIET WAAR -> de moleculen komen niet bij maar herschikken zich.
De rek
Symbool = Ვ (omgekeerd)
Def. : rek = de verlenging L / de oorspronkelijke lengte L°
Uitgedrukt in %
,Alexia Vanhoutte Samenvatting Materialen IV
!! de grootheden spanning en rek zijn onafhankelijk v d afmetingen van de proefstaaf
Spanning rek diagram heeft zelfde vorm als kracht-verlegningsdiagram
De treksterkte
= verhouding tussen maximale trekkracht Fmax en de oorspronkelijke proefstaaf v d
doorsnede A°
(formule) =
Vaak gebruikt als indicatie voor de sterkte v e materiaal
De elasticiteitsgrens
= de spanning waarbij voor het eerst plastische deformatie optreedt
Bij hogere spanning dan de elasticiteitsgrens treedt rek op die niet meer verdwijnt
In ontwerpsituaties is deze eigenschap van groter belang dan de treksterkte ontwerpers
willen niet dat hun construcite-element o.i.v. gebruiksspanning blijvend wordt
uitgerekt/verbogen
Vaak gebruikt als indicatie voor de stijfheid v e materiaal
(spanning die nodig is om de grens van liniair (elastisch) naar plastisch te bereiken)
, Alexia Vanhoutte Samenvatting Materialen IV
0,2%-rekgrens
= spanning waarbij een blijvende rek van 0,2% is opgetreden
Waarom? Omdat de spanning waarbij plastische deformatie inzet zich niet altijd exact laat
bepalen.
De elasticiteitsmodus van young E
=de verhouding van de spanning tot de rek die voor het liniaire gedeelte constant is
(maat voor de stijfheid)
Bv. De E van staal is 3x groter dan de E van aluminium toon aan dat de vervorming van
staal onder eenzelfde belasting 3x kleiner is.
Zie boek p. 10/11
De breukrek
Wordt bepaald vanuit de gebroken proefstaaf, niet vanuit het spanning-rek diagram
Breukreek wordt gevonden door beide delen v d gebroken proefstaaf a elkaar te passen en
dan de totale meetlengte bepalen.
Breukrek = lengte na de breuk – oorspronkelijke lengte / oorspronkelijke lengte x 100%
(formule- =
Breukrek = maat voor taaiheid v e materiaal
Taai materiaal= materiaal dat pas na sterke blijvende vervorming breekt.
Bv zacht staal
Bros materiaal= materiaal dat al bij geringe blijvende vervorming breekt
De insnoering
Gevonden door: het verschil tussen de oorspronkelijke dwarsdoorsnede en de doorsnede op
de plaats waar de proefstaaf is ingesnoerd en gebroken.
Materialen veel insnoeren= taaie materialen
Materialen weinig insnoeren = brosse materialen
Opm.
Materialen met een breukrek / insnoering <10% gelden als moeilijk vervormbaar = bros.
Deze materialen kunnen niet ver worden uitgerekt zonder te breken
