cnc.info.pl - FORUM CNC

Weekendowe przemyslenia o module younga.

Czy ktorys z kolegow zastanawial sie moze nad istota Modulu Younga dla stali ?
Tu jest sprawa: w przypadku obliczen wytrzymalosciowych przyjmuje sie ten sam
Modul Younga dla wszystkich stali ( przynajmniej tak stosuje sie w przypadku programow pomagajacych w obliczenia h wytrzymalosciowych ).
Biorac zalozenie ze dla kazdej stali wspolczynnik ten jest taki sam to nie wazne czy mamy tej samej grubosci plaskownik z ubogiej stali typu S235 czy z jakosciowej stali 690 czy z nierdzewnej 316 albo wysokostopowej stali na narzedzia chromowo-vanadowej to kazdy z tych plaskownikow bedzie odksztalcal sie tak samo pod obciazeniem ta sama sila ( mowimy oczywiscie o zakresie stosowania prawa Hooka - zakres sprezystosci ).
Czy ktos z was ma jakies zrodla z dokladni danymi jaki jest modul younga dla roznych gatunkow stali.
Jest to bardzo ciekawe zagadnienie w teorii wytrzymalosci materialow traktowane po macoszemu przez zawezenie tematu do "strzalki ugiecia".
Latwo jest znalezc granice wytrzymalosci Rm i Re dla kazdego z materialow badz parametr A5 oznaczajacy calkowite wydluzenie przy przerwaniu.

Poprosze o Wasze obserwacje.

http://www.sciencedirect.com/science/ar ... 620400380X

Room temperature elastic properties of the virgin and aged 2.25Cr–1Mo steels
Elastic properties E (GPa)
Virgin 212.4 ± 0.4
Aged 211.8 ± 0.4

str. 4:
http://www.ndt.net/article/laser-ut2008 ... LU2008.pdf

Nie dla konkretnych gatunków stali, a dla grup stopów żelaza. Zakres dość szeroki, ale może coś powie. str. 11:
http://www-mdp.eng.cam.ac.uk/web/librar ... erials.pdf

W jednostkach dla upośledzonych (lub lubiących utrudniać sobie życie):
http://www.engineeringtoolbox.com/young ... d_773.html

Zanim przejdę do odpowiedzi nadmienię tylko, że mówię to z pozycji konstruktora, mającego doświadczenie i wykształcenie w budowie i projektowaniu urządzeń, które są przystosowane np. do pracy w środowisku kosmicznym. Jednocześnie mam nawyk liczenia konstrukcji, które projektuję. Nie jestem inżynierem materiałowym.

InzSpawalnik pisze:Tu jest sprawa: w przypadku obliczen wytrzymalosciowych przyjmuje sie ten sam
Modul Younga dla wszystkich stali ( przynajmniej tak stosuje sie w przypadku programow pomagajacych w obliczenia h wytrzymalosciowych ).

W program, których ja używam można dać dowolną wartość modułu Younga. Faktem jest, że różnice są tyle małe, że zazwyczaj przyjmuję dla stali 200 GPa

InzSpawalnik pisze:Biorac zalozenie ze dla kazdej stali wspolczynnik ten jest taki sam to nie wazne czy mamy tej samej grubosci plaskownik z ubogiej stali typu S235 czy z jakosciowej stali 690 czy z nierdzewnej 316 albo wysokostopowej stali na narzedzia chromowo-vanadowej to kazdy z tych plaskownikow bedzie odksztalcal sie tak samo pod obciazeniem ta sama sila ( mowimy oczywiscie o zakresie stosowania prawa Hooka - zakres sprezystosci ).

To jest słuszny i oczywisty wniosek Dlatego wiele maszyn i budowli robi się ze stali takich jak S235 dlatego, że jest tania i odpowiednio dużym przekrojem zmniejsza się naprężenia w konstrukcji. Kluczowy jest osiowy moment bezwładności przekroju.

InzSpawalnik pisze:Jest to bardzo ciekawe zagadnienie w teorii wytrzymalosci materialow traktowane po macoszemu przez zawezenie tematu do "strzalki ugiecia".

Trochę dziwi mnie to stwierdzenie., Zarówno na studiach jak i pracy nigdy ja ani moi koledzy nie podchodziliśmy tak do tego problemu.
Przed powołaniem się na parametry materiału należy pamiętać o tym, że wartość tego parametru jest oparta wielu pomiarach na podstawie których statystycznie wyznaczono ich wartość. Dobrze pamiętam jak prowadzący przedmiot PKM III, który zawodowo zajmował się zagadnieniami bezpieczeństwa i niezawodności, przedstawił rozkład statystyczny wytrzymałości na rozciąganie stali. Rozkład miał kształt krzywej Gaussa. Podana granica plastyczności dla stali ma wymiar statystyczny - 10% próbek wykazuje mniejszą wytrzymałość, a 90% większą.

Na podstawie zamieszczonych przez Krowala odnośników do tabel materiałowych widać, że moduły Younga dla różnych gatunków stali poza nielicznymi wyjątkami nie różnią się w sposób zasadniczy, co więcej gdy spojrzymy na wzory stosowane w wytrzymałości konstrukcji zobaczymy, że moduł Younga występuje tam zawsze w pierwszej potędze. W związku z tym różnice na poziomie 5-15% są praktycznie niewidoczne i giną we współczynniku bezpieczeństwa.

Istnieje szereg innych parametrów charakteryzujących danych materiał. Mogą się one różnić znacząco w obrębie danej grupy materiałów. Są to m.in.: stała Poissona, współczynnik rozszerzalności cieplnej czy udarność. Pamiętam jak kiedyś modelowałem naprężenia w układzie optycznym zwierciadła do obserwacji słońca w przestrzeni kosmicznej. Najpierw celu walidacji modelu wszystko zamodelowałem jako stal. Model składał się ze zwierciadła i podatnych uchwytów. Na model była zadawana temperatura 600 stopni Celsjusza. Potem zamieniłem materiał zwierciadła na docelowy beryl, a uchwyty na docelowy tytan. Różnice w naprężenia wynikające ze zmiany współczynnika rozszerzalności cieplnej i stałej Poissona były 2-3 krotne.

Mechanika ciała stałego to bardzo szeroka dziedzina wiedzy, dlatego jest taka ciekawa