Zářez (strojírenství) - Notch (engineering)

Ve strojírenství a věda o materiálech, a zářez se týká záměrně zavedeného defektu ve tvaru písmene V, tvaru U nebo kruhového defektu v plošném materiálu. U konstrukčních prvků způsobí zářez a koncentrace stresu což může mít za následek iniciaci a růst únava praskliny. Zářezy se používají v charakterizace materiálů určit lomová mechanika související vlastnosti, jako je lomová houževnatost a rychlosti růstu únavových trhlin.

Zářezy se běžně používají při zkouškách rázem materiálu, kde je k dosažení standardizované charakterizace lomové odolnosti materiálu nutná morfologická trhlina kontrolovaného původu. Nejběžnější je Charpyho nárazová zkouška, který používá a kyvadlo kladivo (úderník) k úderu na vodorovný vroubkovaný vzorek. Výška jeho následného výkyvu se používá k určení energie absorbované během zlomeniny. The Zkouška rázové houževnatosti Izod používá kruhový vroubkovaný vertikální vzorek v a konzola konfigurace. Charpyho testování probíhá s U- nebo V-zářezy, přičemž útočník se dotýká vzorku přímo za zářezem, zatímco nyní do značné míry zastaralá metoda Izod zahrnuje kruhový zářez směřující k útočníkovi. Vrubové vzorky se používají v jiných charakterizačních protokolech, například tahové a únavové testy.

Druhy zářezů

Typ zářezu zavedeného do vzorku závisí na použitém materiálu a charakterizaci. Pro standardizované testování lomové houževnatosti Charpyho metodou nárazu jsou rozměry vzorku a vrubu nejčastěji převzaty z americké normy ASTM E23 nebo britské normy BS EN ISO 148-1: 2009. U všech typů vrubu je klíčovým parametrem při řízení koncentrace napětí a selhání u vrubovaných materiálů zakřivení nebo poloměr špičky vrubu.[1]

Při standardním testování lomové houževnatosti se často používají zářezy ve tvaru V s ostrým hrotem tvárný materiály, polymery a pro charakterizaci pevnosti svaru. Použití těchto zářezů pro tvrdé oceli je problematické z důvodu citlivosti na vyrovnání zrna, a proto lze místo toho použít u těchto materiálů torzní zkoušky.

Zářez ve tvaru U je podlouhlý zářez s kulatým hrotem zářezu, který je hlubší než široký. Tento zářez se také často označuje jako C-zářez a je nejrozšířenější formou zavedeného zářezu kvůli opakovatelnosti výsledků získaných ze vzorků zářezů. Korelace výkonu U-Notch na ekvivalent V-Notch je náročná a provádí se případ od případu, neexistuje žádná standardizovaná korelace mezi hodnotami výkonu získanými u těchto dvou typů notch.[2]

Zářez klíčové dírky se obvykle považuje za štěrbinu končící v díře daného poloměru. Tento typ zářezu je nejčastěji zvažován v numerických modelech.[3] Výsledky lomové houževnatosti získané z testování zářezu klíčové dírky jsou často vyšší než výsledky získané ze vzorků se zářezem ve tvaru V nebo před prasklinami.

Reference

  1. ^ Liu, M .; et al. (2015). „Vylepšené semianalytické řešení pro napětí v zářezech s kulatým hrotem“ (PDF). Inženýrská lomová mechanika. 149: 134–143. doi:10.1016 / j.engfracmech.2015.10.004.
  2. ^ „Charpyho zkouška nárazem ve tvaru písmene U“. Citováno 15. září 2017.
  3. ^ Kim, Jin-Kwang; Cho, Sang-Bong (2013). "Studie na napěťových polích blízko špičky V-zářezu s koncovou dírou v podmínkách v rovině a mimo rovinu". International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 14 (7): 1153–1161. doi:10.1007 / s12541-013-0157-0.