Mekanisk belastning av konstruksjonsmaterialer Typer av brudd. av Førstelektor Roar Andreassen Høgskolen i Narvik



Like dokumenter
RA nov fasthet 1. Spenning. Spenningstyper. Skjærspenning F. A Normalspenning + strekk - trykk

Ekstraordinær E K S A M E N. MATERIALLÆRE Fagkode: ILI 1269

Prøving av materialenes mekaniske egenskaper del 1: Strekkforsøket

(.675$25',1 5 0$7(5,$// 5( )DJNRGH,/,

God økologisk tilstand i vassdrag og fjorder

Materialer. I vårt fag skal vi kun omtale materialer for konstruksjon og innkapsling. Hvilke egenskaper har de?

0$7(5,$// 5( )DJNRGH,/,

Tema i materiallære. HIN Allmenn Maskin RA Side 1av7. Mekanisk spenning i materialer. Spenningstyper

Konstruksjonsmaterialer

Komposittmaterialer. Øivind Husø

HRC T-Hodet armering Fordeler for brukerne

E K S A M E N. MATERIALER OG BEARBEIDING Fagkode: ITE 1553

Feilsøking og skadeanalyse. Øivind Husø

Tema i materiallære TM05: Brudd i materialer. Sprøtt og seigt brudd. HIN Industriteknikk RA

EKSAMEN. MATERIALER OG BEARBEIDING Fagkode: ILI 1458

Høgskolen i Gjøvik 15HBTEKD, 15HTEKDE. INNFØRING MED PENN, evt. trykkblyant som gir gjennomslag.

Øvingsoppgave 3. Oppgave 3.4 Hva er mest elastisk av stål og gummi, og hvilket av disse to stoffene har høyest E-modul?

AKEPOX Teknisk merkeblad 1/5

Materialer og materialtekniske begreper

Tema i materiallære. HIN IBDK RA Side 1 av 7. Mekanisk spenning i materialer

Elastisitet, plastisitet og styrking av metaller

Tema i materiallære. TM01: Krystallstrukturer og atompakning i materialer

1 Krystallstrukturer og atompakning i materialer

Stålfremstilling, Masovn

HiN Eksamen IST Side 4

LØSNINGSFORSLAG i stikkordsform Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Brannfysikk og brannkjemi

5 DEFORMASJON AV METALLISKE MATERIALER (Deformation of metals)

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Løsningsforslag til Eksamen i maskindeler og materialteknologi i Tromsø mars Øivind Husø

AVSPENNING, REKRYSTALLISASJON OG KORNVEKST

MATERIALLÆRE for INGENIØRER

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Hvordan prosjektere for Jordskjelv?

Materiallære for romteknologi

Eksamen i maskindeler og materialteknologi i Tromsø mars Øivind Husø

DEFORMASJON AV METALLISKE MATERIALER

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

LØSNINGSFORSLAG i stikkordsform Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Figur 1 Strekkprøvediagram for to prøvestaver

Plastisk deformasjon i metaller

Metallene kjennetegnes mekanisk ved at de kan være meget duktile. Konstruksjonsmetaller har alltid en viss duktilitet og dermed seighet.

God økologisk tilstand i vassdrag og fjorder

Aluminium brukt under ekstreme forhold

Øvingsoppgave 4. Oppgave 4.8 Hvorfor er de mekaniske prøvemetodene i mange tilfelle utilstrekkelige?

Brukermanual for Prolyte X30 og H30 truss NORSK (Bokmål)

Ønsket innhold. Hva begrenser levetiden?

Høgskolen i Gjøvik 14HBTEKD, 14HTEKDE. INNFØRING MED PENN, evt. trykkblyant som gir gjennomslag.

Øvingsoppgave 4. Oppgave 4.8 Hvorfor er de mekaniske prøvemetodene i mange tilfelle utilstrekkelige?

Vedlegg 1.5 SPENNBETONG SPENNBETONG 1

Støpejern. Frey Publishing

3M Scotch-Weld EPX To-komponents konstruksjonslim og påføringspistol. Ideer og løsninger

Brukermanual for Prolyte H40D og H40V truss NORSK (Bokmål)

Kapasitet av rørknutepunkt

Løsningsforslag til Ø6

Materialer. Materialklasser. Materialklasser. Materialers kjemi

MATERIALLÆRE for INGENIØRER

Valget av lim styres av limets funksjon og hva vi krever av limfugen, utfyllende lim, varmebestandighet, seighet, etc.

KONSTRUKSJONSSTÅL MATERIAL- EGENSKAPER

Bergmekaniske prinsipper / undersøkelse- og målemetoder. Charlie C. Li Institutt for geologi og bergteknikk, NTNU

Uforming av duktile knutepunkt i stål l med hensyn påp

Sveising og andre sammenføyningsmetoder. Frey Publishing

Avdeling for ingeniørutdanning

MATERIALLÆRE for INGENIØRER

Plast Øivind Husø

Forskjellige bruddformer Bruddformene for uttrekk av stål (forankring) innstøpt i betong kan deles i forskjellige bruddtyper som vist i figur B 19.

OPPGAVESETTET BESTÅR AV 5 OPPGAVER PÅ 3 SIDER + 3 SIDER VEDLEGG

Plast produksjon i små serier. En kombinasjon av framtidens produksjonsmetode DDM og sprøytestøping. Og formeverktøy for små serier.

Blackstop/Blackstop Condoma Blackstop Condoma komplett

Løsningsforslag til Øvingsoppgave 6

Oppgaver. HIN IBDK RA Side 1 av 6. Oppgave 1. Ved prøving av metalliske materialer kan man finne strekkfastheten,.

Hvilke typer fiber finnes, hvilke egenskaper har de og hvilke krav stilles til fiberprodusenter? Sivilingeniør Dan Arve Juvik

(7) Betong under herding. Egenskapsutvikling, volumstabilitet, mekaniske egenskaper (basert på kap. 3.3 i rev NB29)

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Seismisk dimensjonering av prefab. konstruksjoner

Bruksanvisning. MOB båt forløper. Innholdsfortegnelse. Side Punkt Innhold

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Eksamen i TMT 4185 Materialteknologi Tirsdag 12. desember 2006 Tid:

MEK4540/9540 Høsten 2008 Løsningsforslag

Og det er her hovedutfordringen med keramikk ligger. Først må man finne riktig skjærehastighet i forhold til arbeidsstykkets hardhet for å få den

Lecture 1 Phenomenology of plastic deformations LECTURES ON PLASTICITY THEORY. NTNU, Fall 2006

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Foreløpig utgave. Forfatter: Stig Berge. Materialteknologi. Havromsteknologier. Institutt for marin teknikk

Litt om materialer. Messinggruppa NVK Rolf Vold, Ole Kr.Haugen

Havromsteknologi. Materialteknologi

Høgskolen i Gjøvik 13HBTEKD, 13HTEKDE. INNFØRING MED PENN, evt. trykkblyant som gir gjennomslag.

Symboler og forkortelser 1. INNLEDNING Hva er fasthetslære? Motivasjon Konvensjoner - koordinater og fortegn 7

Herdnende betong. Daniela Bosnjak. Fredrikstad,

EKSAMEN TKT 4122 MEKANIKK 2 Onsdag 4. desember 2013 Tid: kl

C11 RIBBEPLATER. Figur C Typiske opplegg for ribbeplater. a) Benyttes når bjelken og bjelkens opplegg tåler torsjonsmomentet

3.1 Nagleforbindelser Al

Teknologi og forskningslære Lag ditt eget testlaboratorium for materialer og konstruksjoner

SVEISTE FORBINDELSER NS-EN Knutepunkter

Fasadefuging med. SikaHyflex -250 Facade og Sikaflex Construction +

Hverdagen i hjemmet stiller store krav til kjøkkenkniver. GYNNSAM-knivene er laget for å brukes ofte. Designen tar utgangspunkt i kravene en

Fasadefuging med. SikaHyflex -250 Facade og Sikaflex Construction + (med Breeam dokumentasjon)

Resultater fra prøvetaking i felt

Materialer og kjemi. I dette avsnittet skal vi kort presentere materialer og repetere nødvendige kjemikunnskaper 1.

Brukstemperatur: +5 / +40C +5 / +40C

Bolting i berg 7 9 oktober Stålkvalitet, Korrosjon, Overflatebehandling, og Produksjon

Transkript:

Mekanisk belastning av konstruksjonsmaterialer Typer av brudd av Førstelektor Roar Andreassen Høgskolen i Narvik 1

KONSTRUKSJONSMATERIALENE Metaller Er oftest duktile = kan endre form uten å briste, dvs. de kan flyte. Ved herding (kaldsmiing, div. varmebehandlinger mm) økes flytegrensen, duktiliteten går ned, metallet kan bli sprøtt Keramer og glasser Kan ikke formes, er sprø. En del er veldig harde (slitesterke) Polymermaterialer (plast og gummi) Svært formbare. Tåler mindre last enn gode metaller, mye mykere enn harde keramer Kompositter Eks. glassfiberarmert plast, stålarmert betong Forbedrer egenskapene i forhold til komponentene som inngår 2

Metaller Herdet stål Ved herding: E-modulen er den samme Flytegrensen er økt Evnen til å absorbere arbeid ved plastisk deformasjon er minsket Konstruksjonsstål F Arbeid, W W W F s dw F ds Arealet Forskyvning, vei l 0 F ds 3

Glasser og keramer er sprø dvs. tåler ikke strekkrefter, heller ikke bøying strekk Sprø materialer tåler mye høyere trykk enn strekk, typisk 15 ganger mer for mange keramer 4

Duktilitet 5

Sprøtt vs. duktilt material Bruddanvisning meget høye lokale spenninger strekk Bruddanvisningen mister sin skarphet pga. flyt. Langt lavere lokale spenninger 6

Brudd i sprøtt material Bøyeprøving av glasstav Alle materialer har defekter I sprø materialer er det den største defekten som utløser brudd ------- Defekter forekommer tilfeldig fordelt i materialet. Jo grovere komponent jo større er det sannsynlig at den maksimale defekten vil være. Altså: En tynn komponent (eks. en glassfiber) tåler mye større strekkspenning enn en grov komponent (eks. en glasstav). --------- Sprø materialer tåler mye høyere trykk enn strekk, typisk 15 ganger mer. F L d Sprøtt brudd, plutselig, uten varsel, ingen flyt 7

Brudd i sprøtt material F d Defekter er bruddutløsende Defektene er tilfeldig fordelt, både mht. antall og størrelse Sprø materialer får stor spredning i fasthet L Bøyeprøving av glasstav Eksempel, simulering av 10 000 prøvinger: Maksimal bruddlast (sterkeste stav): Minimal bruddlast (svakeste stav): Gjennomsnittsverdi ( Bruddmodul ): Den nest-sterkeste i serien: Den femte (5.) sterkeste: 1283 N 22 N 51 N 1060 N 450 N 8

Brudd i sprøtt material Oct. 1, 2006 Undersøkelsen er ikke helt ferdig. Sannsynligvis utilstrekkelig overlapp i armering. Sprekker i betongen (mot armering) har utviklet seg til de ble bruddutløsende http://www.msnbc.msn.com 9

Polymermaterialer plast og elastomerer Lange molekylkjeder (1000 500.000 atomer i rekke) De fleste (plast og gummi) har karbon-kjede som ryggrad : ----C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C----- To hovedtyper plast: Termoplast kan smelte (PE, PA, PET ) Herdeplast kan ikke smelte (epoxy, polyester ) H H - C - C - H H n n 10

Elastisk bøyning Plast i forhold til andre materialer F Material Nedbøyning [mm] Vekt [g] Stål 0,8 35 d y di Aluminium 2,4 12 L Glassfiber armert Epoxy 2,8 9 Karbonfiber armert epoxy 0,55 7 F = 50 N d y = 10 mm d i = 9 mm L = 30 cm Duretan (polyamid) 1 time, 23C Duretan (polyamid) 100 timer, 23C Duretan (polyamid) 1 time, 40C 56 5 Ca 100 5 80 5 Plaster har ikke noen bestemt E-modul, og heller ikke noen absolutt bruddfasthet Belastningstida har betydelig innvirkning. 11

Plastmaterialers egenskaper Bayer Duretan A30, en polyamid (PA66-type, termoplast) Ved beregninger: Hvor stor last? Hvor langvarig last? Ved hvilken temperatur? Tørt / fuktig miljø? Plastmaterialer siger www.campusplastics.com 12

Oppsummering Metaller er duktile, de kan flyte og tåler å ha defekter. De kan herdes, men da må man huske at de mister duktilitet. Plaster er lette og holdbare i mange miljøer. Men de siger, de må dimensjoneres i forhold til lastens varighet og temperaturen Glasser og keramer er sprø og tåler lite strekkspenninger. Jo grovere komponenter, jo lavere spenning tåler de å bli belastet med Kompositter kombinerer de beste egenskapene fra komponentene som inngår. Men egenskapene er oftest bestemt av belastningenes retning. 13

Andre bruddårsaker Utmatting Eks.: Roterende aksel Spenningsvekslinger Strekk-trykk-strekk-trykk- RA 2006 RA 2004 14

Andre bruddårsaker Konstruksjonsstål i kulde Duktil brudd romtemperatur http://www.disastercity.info RA 2006 RA 2006 Sprøtt brudd, kulde 15

Andre bruddårsaker Konstruksjonsstål i sterk varme http://hms.cobuilder.no/doc/glava Brannbeskyttelse Flytegrensen for metaller faller dramatisk ved temperatur over 400 C http://www.civil.usyd.edu.au 16