Plastičnost (fizika) — разлика између измена

С Википедије, слободне енциклопедије
Садржај обрисан Садржај додат
Спашавам 1 извора и означавам 0 мртвим. #IABot (v2.0beta14)
.
Ред 11: Ред 11:
[[datoteka:Rundwalzen.png|мини|desno|300px|Mehanička [[Savijanje limova|savijačica]] s 3 valjka.]]
[[datoteka:Rundwalzen.png|мини|desno|300px|Mehanička [[Savijanje limova|savijačica]] s 3 valjka.]]


[[datoteka:Parts_made_by_deep_drawing_-_20100630.jpg‎|мини|desno|300px|Primer proizvoda dobivenih [[Duboko vučenje|dubokim vučenjem]].]]
[[datoteka:Parts_made_by_deep_drawing_-_20100630.jpg|мини|desno|300px|Primer proizvoda dobivenih [[Duboko vučenje|dubokim vučenjem]].]]


[[datoteka:Bar drawing.svg|мини|desno|300px|Postupak [[izvlačenje|izvlačenja]] [[žica|žice]] ili [[cev]]i.]]
[[datoteka:Bar drawing.svg|мини|desno|300px|Postupak [[izvlačenje|izvlačenja]] [[žica|žice]] ili [[cev]]i.]]


'''Plastičnost''' je svojstvo nekih materija ([[materijal]]a) da pod delovanjem dovoljno velike [[sila|sile]] menjaju oblik, koji gotovo u potpunosti trajno zadržavaju i nakon prestanka delovanja sile (plastična [[deformacija]]). Plastičnost nastupa kada se pod delovanjem sila pređe takozvana [[Granica razvlačenja|granica tečenja]], koja zavisi od temperature materijala. Tako i neki [[Krtost|krti]] materijali ([[bronza]], [[mramor]], [[staklo]], [[kristal]]i) mogu preći u plastično stanje pri povišenim [[temperatura]]ma. Proučavanjem plastičnosti i postavljanjem teorija bavi se na makrorazini deo [[mehanika|mehanike]] čvrstih tela (teorija plastičnosti), posmatrajući telo kao kontinuum bez ulaženja u njegovu mikrostrukturu, dok se plastičnost na mikronivou, kao posledica poremećaja unutar kristala, to jest pomicanja delova kristala duž [[Dislokacija|dislokacijskih]] ravni, proučava u okviru fizike materijala. [[Metal]]i na temperaturi višoj od temperature rekristalizacije imaju gotovo idealnu plastičnost, jer su deformirani kristali spontano pretvoreni u nove nenapregnute, a s temperaturom je povećan i broj dislokacija. U takvom se stanju pri delovanju stalne sile deformacije u materijalu s vremenom povećavaju (tečenje materijala). Plastičnost je bitna pojava u [[tehnologija|tehnologiji]] oblikovanja deformiranjem, kao što su [[valjanje]], [[kovanje]], [[Savijanje limova|savijanje]], duboko vučenje i drugo, dok se u konstrukcijama javlja samo lokalno unutar ograničenih manjih područja.<ref> '''plastičnost''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=48618] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.</ref>
'''Plastičnost''' je svojstvo nekih materija ([[materijal]]a) da pod delovanjem dovoljno velike [[sila|sile]] menjaju oblik, koji gotovo u potpunosti trajno zadržavaju i nakon prestanka delovanja sile (plastična [[deformacija]]). Plastičnost nastupa kada se pod delovanjem sila pređe takozvana [[Granica razvlačenja|granica tečenja]], koja zavisi od temperature materijala.<ref name="Lubliner">{{cite book |first=J. |last=Lubliner |year=2008 |title=Plasticity theory |publisher=Dover |isbn=978-0-486-46290-5 }}</ref><ref>{{cite book |last=Bigoni |first=D. |title=Nonlinear Solid Mechanics: Bifurcation Theory and Material Instability |publisher=Cambridge University Press |year=2012 |isbn=978-1-107-02541-7 }}</ref> Tako i neki [[Krtost|krti]] materijali ([[bronza]], [[mramor]], [[staklo]], [[kristal]]i) mogu preći u plastično stanje pri povišenim [[temperatura]]ma. Proučavanjem plastičnosti i postavljanjem teorija bavi se na makrorazini deo [[mehanika|mehanike]] čvrstih tela (teorija plastičnosti), posmatrajući telo kao kontinuum bez ulaženja u njegovu mikrostrukturu, dok se plastičnost na mikronivou, kao posledica poremećaja unutar kristala, to jest pomicanja delova kristala duž [[Dislokacija|dislokacijskih]] ravni, proučava u okviru fizike materijala. [[Metal]]i na temperaturi višoj od temperature rekristalizacije imaju gotovo idealnu plastičnost, jer su deformirani kristali spontano pretvoreni u nove nenapregnute, a s temperaturom je povećan i broj dislokacija. U takvom se stanju pri delovanju stalne sile deformacije u materijalu s vremenom povećavaju (tečenje materijala). Plastičnost je bitna pojava u [[tehnologija|tehnologiji]] oblikovanja deformiranjem, kao što su [[valjanje]], [[kovanje]], [[Savijanje limova|savijanje]], duboko vučenje i drugo, dok se u konstrukcijama javlja samo lokalno unutar ograničenih manjih područja.<ref> '''plastičnost''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=48618] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.</ref>
{{L|rut}}
Plastična deformacija je uočena u većini materijala, particularly [[metal]]s, [[soil]]s, [[Rock (geology)|rock]]s, [[concrete]], [[foam]]s.<ref name="Jirasek">{{cite book |first=M. |last=Jirasek |first2=Z. P. |last2=Bazant |year=2002 |title=Inelastic analysis of structures |publisher=John Wiley and Sons |isbn=0-471-98716-6 }}</ref><ref name="Chen">{{cite book |first=W.-F. |last=Chen |year=2008 |title=Limit Analysis and Soil Plasticity |publisher=J. Ross Publishing |isbn=978-1-932159-73-8 }}</ref><ref name="Yu">{{cite book |first=M.-H. |last=Yu |first2=G.-W. |last2=Ma |first3=H.-F. |last3=Qiang |first4=Y.-Q. |last4=Zhang |year=2006 |title=Generalized Plasticity |publisher=Springer |isbn=3-540-25127-8 }}</ref><ref name="Chen1">{{cite book |first=W.-F. |last=Chen |year=2007 |title=Plasticity in Reinforced Concrete |publisher=J. Ross Publishing |isbn=978-1-932159-74-5 }}</ref> However, the physical mechanisms that cause plastic deformation can vary widely. At a [[crystalline]] scale, plasticity in metals is usually a consequence of [[dislocation]]s. Such defects are relatively rare in most crystalline materials, but are numerous in some and part of their crystal structure; in such cases, [[plastic crystallinity]] can result. In brittle materials such as rock, concrete and bone, plasticity is caused predominantly by [[Slip (materials science)|slip]] at [[microcrack]]s. In cellular materials such as liquid [[foams]] or [[Tissue (biology)|biological tissues]], plasticity is mainly a consequence of bubble or cell rearrangements, notably [[T1 process|T1 processes]].


== Dijagram naprezanja ==
== Dijagram naprezanja ==
Ред 55: Ред 57:
{{Glavni|Savijanje limova}}
{{Glavni|Savijanje limova}}


'''Savijanje limova''' je postupak [[obrada metala|obrade metala]] bez skidanja strugotine, kod kojeg se u poprečnom preseku unutrašnji dio skraćuje i opterećen je na [[pritisak]], dok se vanjski deo produžuje i opterećen je na [[Затезна чврстоћа|istezanje]]. Savijanje limova se deli na: kružno savijanje, savijanje pod [[ugao|uglom]]om (oštrougaono savijanje) i profilno savijanje.<ref>[http://cnt.tesla.hr/downloads/nastava/obrada%20materijala%20nastava/Obrada%20materijala%20I/Skripta%20-%20OBRADA%20MATERIJALA%20I%20-%20II%20dio.pdf]{{Мртва веза|date=09. 2018 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }} "Obrada materijala II", dipl. ing. strojarstva Ivo Slade, www.cnt.tesla.hr, 2012.</ref>
'''Savijanje limova''' je postupak [[obrada metala|obrade metala]] bez skidanja strugotine, kod kojeg se u poprečnom preseku unutrašnji dio skraćuje i opterećen je na [[pritisak]], dok se vanjski deo produžuje i opterećen je na [[Затезна чврстоћа|istezanje]]. Savijanje limova se deli na: kružno savijanje, savijanje pod [[ugao|uglom]]om (oštrougaono savijanje) i profilno savijanje.<ref>[https://zoranpericsplit.weebly.com/uploads/1/2/4/9/12491619/skripta_-_obrada_materijala_ii_-i_dio.compressed.pdf "Obrada materijala II"], dipl. ing. strojarstva Ivo Slade, www.cnt.tesla.hr, 2012.</ref>


=== Savijanje cevi ===
=== Savijanje cevi ===
Ред 74: Ред 76:
== Reference ==
== Reference ==
{{reflist}}
{{reflist}}

== Literatura ==
{{refbegin|30em}}
* {{cite book |first=M. F. |last=Ashby |authorlink=Michael F. Ashby |chapter=Plastic Deformation of Cellular Materials |title=Encyclopedia of Materials: Science and Technology |volume=Volume 7 |publisher=Elsevier |location=Oxford |year=2001 |pages=7068–7071 |isbn=0-08-043152-6 }}
* {{cite book |last=Han |first=W. |last2=Reddy |first2=B. D. |title=Plasticity: Mathematical Theory and Numerical Analysis |edition=2nd |publisher=Springer |location=New York |year=2013 |isbn=978-1-4614-5939-2 }}
* {{cite book |first=L. M. |last=Kachanov |title=Fundamentals of the Theory of Plasticity |publisher=Dover Books |year=2004 |isbn=0-486-43583-0 }}
* {{cite book |first=A. S. |last=Khan |first2=S. |last2=Huang |title=Continuum Theory of Plasticity |publisher=Wiley |year=1995 |isbn=0-471-31043-3 }}
* {{cite book |first=J. C. |last=Simo |first2=T. J. |last2=Hughes |title=Computational Inelasticity |publisher=Springer |year=1998 |isbn=0-387-97520-9 }}
* {{cite web |last=Van Vliet |first=K. J. |title=Mechanical Behavior of Materials |work=MIT Course Number 3.032 |publisher=Massachusetts Institute of Technology |year=2006 |url=https://ocw.mit.edu/courses/materials-science-and-engineering/3-032-mechanical-behavior-of-materials-fall-2007/ }}
* {{Cite book|author1=Avallone, Eugene A. |author2=Baumeister III, Theodore |last-author-amp=yes | title=Mark's Standard Handbook for Mechanical Engineers | location=New York | publisher=McGraw-Hill | year=1996 | edition=8th | isbn=978-0-07-004997-0}}
* {{Cite book| last = Avallone | first = Eugene A. | last2 = Baumeister | first2 = Theodore | last3 = Sadegh | first3 = Ali | last4 = Marks | first4 = Lionel Simeon | title = Mark's Standard Handbook for Mechanical Engineers | publisher = McGraw-Hill Professional | year = 2006 | edition = 11th, Illustrated | url = https://books.google.com/?id=oOKqwp3CIt8C | isbn = 978-0-07-142867-5 | ref = harv | postscript = <!--None-->}}.
*{{Cite book| last = Beer | first = Ferdinand P. | last3 = Dewolf | first3 = John T. | last2 = Johnston | first2 = E. Russell | title = Mechanics of Materials | publisher = McGraw-Hill | year = 2001 | edition = 3rd | url = https://books.google.com/?id=TSDcA2-N2_sC | isbn = 978-0-07-365935-0 | ref = harv | postscript = <!--None-->}}.
* Boresi, A. P., Schmidt, R. J., and Sidebottom, O. M. (1993). ''Advanced Mechanics of Materials'', 5th edition John Wiley & Sons. {{ISBN|0-471-55157-0}}
* {{Cite book| last = Degarmo | first = E. Paul | last2 = Black | first2 = J T. | last3 = Kohser | first3 = Ronald A. | title = Materials and Processes in Manufacturing | publisher = Wiley | year = 2003 | edition = 9th | isbn = 978-0-471-65653-1 | ref = harv | postscript = <!--None-->}}.
* Oberg, E., Jones, F. D., and Horton, H. L. (1984). ''Machinery's Handbook'', 22nd edition. Industrial Press. {{ISBN|0-8311-1155-0}}
*{{cite book | last = Ross | first = C. | title = Mechanics of Solids | publisher = Albion/Horwood Pub | location = City | year = 1999 | url = https://books.google.com/books?id=H_5zV2twBtwC | isbn = 978-1-898563-67-9 }}
* Shigley, J. E., and Mischke, C. R. (1989). ''Mechanical Engineering Design'', 5th edition. McGraw Hill. {{ISBN|0-07-056899-5}}
* {{Cite book|author1=Young, Warren C. |author2=Budynas, Richard G. |last-author-amp=yes | title=Roark's Formulas for Stress and Strain, 7th edition | location=New York | publisher=McGraw-Hill | year=2002 | isbn=978-0-07-072542-3}}
* [https://web.archive.org/web/20070825161309/http://www.engineershandbook.com/Materials/mechanical.htm Engineer's Handbook]
{{refend}}

{{Authority control-lat}}

{{DEFAULTSORT:Пластичност (физика)}}


[[Категорија:Материјали]]
[[Категорија:Материјали]]

Верзија на датум 14. јун 2020. у 06:36

Dijagram naprezanja (σ - zateznog naprezanja i ε - linijske zatezne deformacije) za tipični negvozdeni materijal:
1: Stvarna granica elastičnosti
2: Granica proporcionalnosti
3: Granica elastičnosti
4: Granica razvlačenja ili σ0,2 (naprezanje pri kojem nastaje trajno produženje od 0,2% prvobitne dužine šipke ili štapa)
Kovanje je jedan od najstarijih i najraširenijih postupaka obrade metala.
Prikaz rada uzdužnog valjanja.
Mehanička savijačica s 3 valjka.
Primer proizvoda dobivenih dubokim vučenjem.
Postupak izvlačenja žice ili cevi.

Plastičnost je svojstvo nekih materija (materijala) da pod delovanjem dovoljno velike sile menjaju oblik, koji gotovo u potpunosti trajno zadržavaju i nakon prestanka delovanja sile (plastična deformacija). Plastičnost nastupa kada se pod delovanjem sila pređe takozvana granica tečenja, koja zavisi od temperature materijala.[1][2] Tako i neki krti materijali (bronza, mramor, staklo, kristali) mogu preći u plastično stanje pri povišenim temperaturama. Proučavanjem plastičnosti i postavljanjem teorija bavi se na makrorazini deo mehanike čvrstih tela (teorija plastičnosti), posmatrajući telo kao kontinuum bez ulaženja u njegovu mikrostrukturu, dok se plastičnost na mikronivou, kao posledica poremećaja unutar kristala, to jest pomicanja delova kristala duž dislokacijskih ravni, proučava u okviru fizike materijala. Metali na temperaturi višoj od temperature rekristalizacije imaju gotovo idealnu plastičnost, jer su deformirani kristali spontano pretvoreni u nove nenapregnute, a s temperaturom je povećan i broj dislokacija. U takvom se stanju pri delovanju stalne sile deformacije u materijalu s vremenom povećavaju (tečenje materijala). Plastičnost je bitna pojava u tehnologiji oblikovanja deformiranjem, kao što su valjanje, kovanje, savijanje, duboko vučenje i drugo, dok se u konstrukcijama javlja samo lokalno unutar ograničenih manjih područja.[3]

Plastična deformacija je uočena u većini materijala, particularly metals, soils, rocks, concrete, foams.[4][5][6][7] However, the physical mechanisms that cause plastic deformation can vary widely. At a crystalline scale, plasticity in metals is usually a consequence of dislocations. Such defects are relatively rare in most crystalline materials, but are numerous in some and part of their crystal structure; in such cases, plastic crystallinity can result. In brittle materials such as rock, concrete and bone, plasticity is caused predominantly by slip at microcracks. In cellular materials such as liquid foams or biological tissues, plasticity is mainly a consequence of bubble or cell rearrangements, notably T1 processes.

Dijagram naprezanja

Dijagram naprezanja prikazuje međusobnu zavisnost σ - zateznog naprezanja i ε - relativnog produženja ili linijske zatezne deformacije. U materijalu koji je opterećen nekom silom F nastaju naprezanja σ koja uzrokuju njegovo rastezanje. Naprezanje σ je odnos sile F i površine A preseka štapa ili šipke (normalnog na smer sile).[8]

Zbog delovanja sile F (a time nastalog naprezanja σ) štap ili šipka će se od početne dužine L0 rastegnuti na dužinu L. Tako je produženje štapa ili šipke:

Relativno produženje ε (dužinska ili uzdužna deformacija) štapa ili šipke je produženje s obzirom na početnu dužinu Lo. Početno je naprezanje linearno (deformacija je direktno proporcionalna naprezanju). U području linearnog rastezanja (Hukov zakon) materijal je elastičan i nakon prestanka delovanja sile, odnosno naprezanja, on se vraća u početno stanje. Jungov modul elastičnosti je odnos naprezanja i relativnog produženja (u području elastičnosti).[9]

Tehnička granica elastičnosti je naprezanje pri kojem osetljiva merila osete prvo primetno trajno produženje materijala (pri još nepromenjenom preseku Ao). Nakon te granice (obično na kraju linearnog rastezanja) materijal se rasteže plastično i nakon prestanka delovanja sile ne vraća se više na početnu dužinu L0, već ostaje određeno trajno produženje, uz suženje preseka, A < A0).

Primena

Kovanje

Kovanje je obrada materijala bez odvajanja čestica, kod koje se promena oblika i dimenzija vrši udarcima čekića ili bata po otkivku, koji je položen na nakovanj. Obrada je češće u toplom stanju, ali može biti i u hladnom stanju. Prema načinu na koji se obavlja preoblikovanje postoji ručno kovanje i mašinsko kovanje.

Ručno kovanje je postupak preoblikovanja materijala udarcima kovačkog čekića po otkivku. Otkivak se zagreje u kovačkoj vatri do belog sjaja. Kovačkim klještima se vadi iz vatre i polaže na nakovanj. Otkivak polako menja oblik i dimenzije pod udarcima čekića. Tačnost dimenzija, oblika, kvalitet proizvoda i količina zavise isključivo od preciznosti i iskustva kovača.

Mašinsko kovanje je moderniji način kovanja, koji omogućava kovanje od najmanjih otkivaka do izuzetno velikih (do 580 tona). Dimenzije otkivka zavise samo od veličine mašina. Postupak može biti u toplom i hladnom stanju. Za kovanje u toplom stanju, u postupku proizvodnje potrebne su i kovačke peći. Ručno ili mašinsko kovanje može biti:

  • slobodno kovanje ili
  • kovanje u ukovnjima (kalupima).

Valjanje

Valjanje je jedan od postupaka oblikovanja metala deformisanjem kod kojega se odlivnom bloku (ingotu) propuštanjem između okrećućih valjaka smanjuje presek i daje željeni oblik, uz istovremeno poboljšanje mehaničkih svojstava. Od svih postupaka plastične deformacije, najveću primenu ima valjanje. Postupak započinje valjanjem ingota u poluproizvode. Dok obradak prolazi između valjaka dolazi do deformiranja materijala. U zoni deformacije materijal ne prolazi svugde istom brzinom kojom rotiraju valjci. Obodna brzina valjka može biti veća, ista ili sporija od brzine prolaza materijala u zoni deformacije.

Valjanje se može odvijati u toplom i hladnom stanju. Materijali većeg preseka valjaju se pretežno u toplom stanju, zbog veće plastičnosti i mogućnosti puno većih redukcija preseka, te manjih sila i manjeg utroška rada. Materijali manjeg preseka valjaju se pretežno u hladnom stanju, jer se postiže glađa površina, uža tolerancija i veća tvrdoća materijala.

Savijanje limova

Savijanje limova je postupak obrade metala bez skidanja strugotine, kod kojeg se u poprečnom preseku unutrašnji dio skraćuje i opterećen je na pritisak, dok se vanjski deo produžuje i opterećen je na istezanje. Savijanje limova se deli na: kružno savijanje, savijanje pod uglomom (oštrougaono savijanje) i profilno savijanje.[10]

Savijanje cevi

Savijanje cevi je postupak obrade metala bez skidanja čestica, kod kojeg se ravna cev savija za neki ugao. Pri savijanju cevi pola cevi u poprečnom preseku (unutrašnji dio) se skraćuje i opterećen je na pritisak, dok se druga polovina cije u preseku (vanjski deo) produžuje i opterećena je na istezanje. Ta naprezanja dovode do deformacija preseka, smanjenja ili čak do potpunog zatvaranja preseka.

Duboko vučenje

Duboko vučenje metala je postupak mašinske obrade metala u kojem se obradak (platina ili rondela), najčešće u hladnom stanju, provlači kroz jednu ili više matrica u novi željeni oblik korištenjem posebnih alata. Za duboko vučene proizvode svojstvena je dubina proizvoda, koja je veća od polovice prečnika rondele. Proizvodi mogu imati različite poprečne preseke s ravnim, konusnim (kupastim) ili zakrivljenim zidovima, ali najčešći oblici su cilindrične (valjkaste) ili pravougaone geometrije. Duboko vučenje upotrebljava rastezljive metale kao što su aluminijum, mesing, bakar i meke čelike u proizvodnji auto delova, limenog posuđa i ambalaže, municije itd.

Izvlačenje

Izvlačenje je postupak mašinske obrade metala bez skidanja čestica, koji se koristi u proizvodnji žica, traka, cevi, šipki. Postupak se koristi uglavnom za promenu dimenzija (prečnika i debljine zidova), a ređe za promenu oblika. Izvlačenje se primenjuje kada je potrebna glađa površina i tačnije dimenzije, ili kada je presek vrlo mali ili tankih zidova, te se druge metode na mogu primenjivati (neekonomično).

Reference

  1. ^ Lubliner, J. (2008). Plasticity theory. Dover. ISBN 978-0-486-46290-5. 
  2. ^ Bigoni, D. (2012). Nonlinear Solid Mechanics: Bifurcation Theory and Material Instability. Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-02541-7. 
  3. ^ plastičnost, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
  4. ^ Jirasek, M.; Bazant, Z. P. (2002). Inelastic analysis of structures. John Wiley and Sons. ISBN 0-471-98716-6. 
  5. ^ Chen, W.-F. (2008). Limit Analysis and Soil Plasticity. J. Ross Publishing. ISBN 978-1-932159-73-8. 
  6. ^ Yu, M.-H.; Ma, G.-W.; Qiang, H.-F.; Zhang, Y.-Q. (2006). Generalized Plasticity. Springer. ISBN 3-540-25127-8. 
  7. ^ Chen, W.-F. (2007). Plasticity in Reinforced Concrete. J. Ross Publishing. ISBN 978-1-932159-74-5. 
  8. ^ [2] Архивирано на сајту Wayback Machine (31. јануар 2012) "Elementi strojeva", Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split, Prof. dr. sc. Damir Jelaska, 2011.
  9. ^ [3] Архивирано на сајту Wayback Machine (28. фебруар 2017) "Konstrukcijski elementi I", Tehnički fakultet Rijeka, Božidar Križan i Saša Zelenika, 2011.
  10. ^ "Obrada materijala II", dipl. ing. strojarstva Ivo Slade, www.cnt.tesla.hr, 2012.

Literatura