|
Random converter |
Перевести единицы: микропаскаль [мкПа] в паскаль [Па]Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления. 1 микропаскаль [мкПа] = 1E-06 паскаль [Па] Исходная величина паскальэксапаскальпетапаскальтерапаскальгигапаскальмегапаскалькилопаскальгектопаскальдекапаскальдеципаскальсантипаскальмиллипаскальмикропаскальнанопаскальпикопаскальфемтопаскальаттопаскальньютон на кв. метрньютон на кв. сантиметрньютон на кв. миллиметркилоньютон на кв. метрбармиллибармикробардина на кв. сантиметркилограмм-сила на кв. Преобразованная величина паскальэксапаскальпетапаскальтерапаскальгигапаскальмегапаскалькилопаскальгектопаскальдекапаскальдеципаскальсантипаскальмиллипаскальмикропаскальнанопаскальпикопаскальфемтопаскальаттопаскальньютон на кв. Поверхностное натяжениеЗнаете ли вы, что форма капли воды почти сферическая? Подробнее… Давление в большинстве кастрюль-скороварок во время работы равно 1 атмосфере или 15 паскалям Общие сведения Относительное давление Атмосферное давление Скафандры Гидростатическое давление Давление в геологии Природные драгоценные камни Синтетические драгоценные камни Метод выращивания кристаллов при высоком давлении и высокой температуре Изучайте технический русский язык с этим видео! — Learn technical Russian with this video! Общие сведенияВоздушный шар, лопающийся в офисе TranslatorsCafe. В физике давление определяется как сила, действующая на единицу площади поверхности. Если две одинаковые силы действуют на одну большую и одну меньшую поверхность, то давление на меньшую поверхность будет больше. Согласитесь, гораздо страшнее, если вам на ногу наступит обладательница шпилек, чем хозяйка кроссовок. Например, если надавить лезвием острого ножа на помидор или морковь, овощ будет разрезан пополам. Площадь поверхности лезвия, соприкасающаяся с овощем, мала, поэтому давление достаточно велико, чтобы разрезать этот овощ. Если же надавить с той же силой на помидор или морковь тупым ножом, то, скорее всего, овощ не разрежется, так как площадь поверхности ножа теперь больше, а значит давление — меньше. В системе СИ давление измеряется в паскалях, или ньютонах на квадратный метр. Относительное давлениеИногда давление измеряется как разница абсолютного и атмосферного давления. Такое давление называется относительным или манометрическим и именно его измеряют, например, при проверке давления в автомобильных шинах. Атмосферное давлениеАтмосферное давление — это давление воздуха в данном месте. Обычно оно обозначает давление столба воздуха на единицу площади поверхности. Изменение в атмосферном давлении влияет на погоду и температуру воздуха. Люди и животные страдают от сильных перепадов давления. Пониженное давление вызывает у людей и животных проблемы разной степени тяжести, от психического и физического дискомфорта до заболеваний с летальным исходом. По этой причине, в кабинах самолетов поддерживается давление выше атмосферного на данной высоте, потому что атмосферное давление на крейсерской высоте полета слишком низкое. Анероид содержит датчик — цилиндрическую гофрированную коробку (сильфон), связанную со стрелкой, которая поворачивается при повышении или понижении давления и, соответственно, сжатия или расширения сильфона Атмосферное давление понижается с высотой. Люди и животные, живущие высоко в горах, например в Гималаях, адаптируются к таким условиям. Первая медицинская помощь в таких случаях оказывается немедленно. Важно переместить больного на более низкую высоту, где атмосферное давление выше, желательно на высоту ниже, чем 2400 метров над уровнем моря. Также используются лекарства и портативные гипербарические камеры. Это легкие переносные камеры, в которых можно повысить давление с помощью ножного насоса. Больного горной болезнью кладут в такую камеру, в которой поддерживается давление, соответствующее более низкой высоте над уровнем моря. Такая камера используется только для оказания первой медицинской помощи, после чего больного необходимо спустить ниже. Некоторые спортсмены используют низкое давление, чтобы улучшить кровообращение. Обычно для этого тренировки проходят в нормальных условиях, а спят эти спортсмены в среде с низким давлением. СкафандрыМногоразовый транспортный космический корабль НАСА «Атлантис» в экспозиции Космического центра имени Кеннеди. Пилотам и космонавтам приходится работать в среде с низким давлением, поэтому они работают в скафандрах, позволяющих компенсировать низкое давление окружающей среды. Космические скафандры полностью защищают человека от окружающей среды. Их используют в космосе. Высотно-компенсационные костюмы используют пилоты на больших высотах — они помогают пилоту дышать и противодействуют низкому барометрическому давлению. Гидростатическое давлениеГидростатическое давление — это давление жидкости, вызванное силой тяжести. Цифровой аппарат для измерения давления, также называемый сфигмоманометром Кружка Пифагора — занимательный сосуд, использующий гидростатическое давление, а конкретно — принцип сифона. Согласно легенде, Пифагор изобрел эту чашку, чтобы контролировать количество выпитого вина. По другим источникам эта чашка должна была контролировать количество выпитой воды во время засухи. Внутри кружки находится изогнутая П-образная трубка, спрятанная под куполом. Один конец трубки длиннее, и заканчивается отверстием в ножке кружки. Давление в геологииКристалл кварца, освещенный лазерной указкой Давление — важное понятие в геологии. Без давления невозможно формирование драгоценных камней, как природных, так и искусственных. Высокое давление и высокая температура необходимы также и для образования нефти из остатков растений и животных. В отличие от драгоценных камней, в основном образующихся в горных породах, нефть формируется на дне рек, озер, или морей. Со временем над этими остатками собирается всё больше и больше песка. Вес воды и песка давит на остатки животных и растительных организмов. Со временем этот органический материал погружается глубже и глубже в землю, достигая нескольких километров под поверхностью земли. Алмазные инструменты Природные драгоценные камниОбразование драгоценных камней не всегда одинаково, но давление — это одна из главных составных частей этого процесса. К примеру, алмазы образуются в мантии Земли, в условиях высокого давления и высокой температуры. Во время вулканических извержений алмазы перемещаются в верхние слои поверхности Земли благодаря магме. Некоторые алмазы попадают на Землю с метеоритов, и ученые считают, что они образовались на планетах, похожих на Землю. Синтетические драгоценные камниПроизводство синтетических драгоценных камней началось в 1950-х годах, и набирает популярность в последнее время. Некоторые покупатели предпочитают природные драгоценные камни, но искусственные камни становятся все более и более популярными, благодаря низкой цене и отсутствию проблем, связанных с добычей натуральных драгоценных камней. Одна из технологий выращивания алмазов в лабораторных условиях — метод выращивания кристаллов при высоком давлении и высокой температуре. В специальных устройствах углерод нагревают до 1000 °C и подвергают давлению около 5 гигапаскалей. Обычно в качестве кристалла-затравки используют маленький алмаз, а для углеродной основы применяют графит. Из него и растет новый алмаз. Это самый распространенный метод выращивания алмазов, особенно в качестве драгоценных камней, благодаря низкой себестоимости. Свойства алмазов, выращенных таким способом, такие же или лучше, чем свойства натуральных камней. Качество синтетических алмазов зависит от метода их выращивания. По сравнению с натуральными алмазами, которые чаще всего прозрачны, большинство искусственных алмазов окрашено. Благодаря их твердости, алмазы широко используются на производстве. Некоторые компании предлагают услуги по созданию мемориальных алмазов из праха усопших. Для этого после кремации прах очищается, пока не получится углерод, и затем на его основе выращивают алмаз. Изготовители рекламируют эти алмазы как память об ушедших, и их услуги пользуются популярностью, особенно в странах с большим процентом материально обеспеченных граждан, например в США и Японии. Метод выращивания кристаллов при высоком давлении и высокой температуреМетод выращивания кристаллов при высоком давлении и высокой температуре в основном используется для синтеза алмазов, но с недавнего времени этот метод помогает усовершенствовать натуральные алмазы или изменить их цвет. Литература Автор статьи: Kateryna Yuri Unit Converter articles were edited and illustrated by Анатолий Золотков Перевести единицы: фунт-сила на кв. фут в паскаль Перевести единицы: паскаль в миллиметр ртутного столба (0°C) Перевести единицы: паскаль в физическая атмосфера Перевести единицы: техническая атмосфера в бар Перевести единицы: паскаль в бар Перевести единицы: psi в физическая атмосфера Перевести единицы: psi в бар Перевести единицы: техническая атмосфера в psi Перевести единицы: техническая атмосфера в паскаль Вас могут заинтересовать и другие конвертеры из группы «Популярные конвертеры единиц»:Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления. Конвертер единиц измерения количества информации Конвертер десятичных приставок Передача данных Курсы валют Размеры мужской одежды и обуви Размеры женской одежды и обуви Компактный калькулятор Полный калькулятор Определения единиц Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ. |
Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыИмпульс (количество движения)Импульс силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др.
com
Измерительные приборы часто, хотя и не всегда, показывают именно относительное давление.
Путешественники, напротив, должны принять необходимые меры предосторожности, чтобы не заболеть из-за того, что организм не привык к такому низкому давлению. Альпинисты, например, могут заболеть высотной болезнью, связанной с недостатком кислорода в крови и кислородным голоданием организма. Это заболевание особенно опасно, если находиться в горах длительное время. Обострение высотной болезни ведет к серьезным осложнениям, таким как острая горная болезнь, высокогорный отек легких, высокогорный отек головного мозга и острейшая форма горной болезни. Опасность высотной и горной болезней начинается на высоте 2400 метров над уровнем моря. Во избежание высотной болезни доктора советуют не употреблять депрессанты, такие как алкоголь и снотворное, пить много жидкости, и подниматься на высоту постепенно, например, пешком, а не на транспорте. Также полезно есть большое количество углеводов, и хорошо отдыхать, особенно если подъем в гору произошел быстро. Эти меры позволят организму привыкнуть к кислородной недостаточности, вызванной низким атмосферным давлением.
Если следовать этим рекомендациям, то организму сможет вырабатывать больше красных кровяных телец для транспортировки кислорода к мозгу и внутренним органам. Для этого организм увеличат пульс и частоту дыхания.
Таким образом, их организм привыкает к высокогорным условиям и начинает вырабатывать больше красных кровяных телец, что, в свою очередь, повышает количество кислорода в крови, и позволяет достичь более высоких результатов в спорте. Для этого выпускаются специальные палатки, давление в которых регулируются. Некоторые спортсмены даже изменяют давление во всей спальне, но герметизация спальни — дорогостоящий процесс.
Это явление играет огромную роль не только в технике и физике, но также и в медицине. Например, кровяное давление — это гидростатическое давление крови на стенки кровеносных сосудов. Кровяное давление — это давление в артериях. Оно представлено двумя величинами: систолическим, или наибольшим давлением, и диастолическим, или наименьшим давлением во время сердцебиения. Приборы для измерения артериального давления называются сфигмоманометрами или тонометрами. За единицу артериального давления приняты миллиметры ртутного столба.
Другой, более короткий конец, соединен отверстием с внутренним дном кружки, чтобы вода в чашке наполняла трубку. Принцип работы кружки схож с работой современного туалетного бачка. Если уровень жидкости становится выше уровня трубки, жидкость перетекает во вторую половину трубки и вытекает наружу, благодаря гидростатическому давлению. Если уровень, наоборот, ниже, то кружкой можно спокойно пользоваться.
Температура увеличивается на 25 °C с погружением на каждый километр под земной поверхностью, поэтому на глубине нескольких километров температура достигает 50–80 °C. В зависимости от температуры и перепада температур в среде формирования, вместо нефти может образоваться природный газ.
Так, многие покупатели выбирают синтетические драгоценные камни потому, что их добыча и продажа не связана с нарушением прав человека, детским трудом и финансированием войн и вооруженных конфликтов.
Помимо этого ценятся их высокая теплопроводность, оптические свойства и стойкость к щелочам и кислотам. Режущие инструменты часто покрывают алмазной пылью, которую также используют в абразивных веществах и материалах. Большая часть алмазов в производстве — искусственного происхождения из-за низкой цены и потому, что спрос на такие алмазы превышает возможности добывать их в природе.
Для искусственного выращивания алмазов используют разные прессы. Самый дорогой в обслуживании и самый сложный из них — это пресс кубического типа. Он используется в основном для улучшения или изменения цвета натуральных алмазов. Алмазы растут в прессе со скоростью примерно 0,5 карата в сутки.
Среднее давление по всей поверхности есть отношение силы к площади поверхности.
Возникающие при этом напряжения препятствуют смещению частиц. При некотором превышении предела прочности материала его форма необратимо изменяется или происходит разрушение деформируемого тела.
Конвертеры пригодятся инженерам, переводчикам и всем, кто работает с разными единицами измерения.
», то есть «…умножить на десять в степени…». Компьютерная экспоненциальная запись широко используется в научных, математических и инженерных расчетах.
com на YouTubeЕдиница Измерения Механического Напряжения И Давления В Системе Единиц ‘метр- Тонна- Секунда 5 Букв
Ниже вы найдете правильный ответ на Единица измерения механического напряжения и давления в системе единиц «метр- тонна- секунда 5 букв, если вам нужна дополнительная помощь в завершении кроссворда, продолжайте навигацию и воспользуйтесь нашей функцией поиска.
ответ на кроссворд и сканворд
Среда, 19 Июня 2019 Г.
ПЬЕЗА
ответ:
связанные кроссворды
- Пьеза
- Единица давления в системе единиц мтс 5 букв
- Ед.
давления и механическ. напряжен 5 букв
давления и механическ. напряжен 5 буквЧто такое тензодатчик
Что такое тензодатчик? На этой странице будут обсуждаться основы и принципы, составляющие этот очень полезный датчик.
Что такое механическая деформация?
При нагружении (нагрузке) тела (твердого тела) тело деформируется.
Деформация – это измерение деформации или изменение формы твердого тела.
Вот пример, иллюстрирующий концепцию деформации: когда резиновая лента (твердый объект) растягивается (подвергается нагрузке), резиновая лента становится длиннее и тоньше (меняет форму). Изменение длины по сравнению с исходной длиной называется деформацией.
Несмотря на отсутствие размеров, деформация обычно выражается в единицах, представленных в виде ε, то есть в дюймах или мм/ мм.
-6].
Стресс, деформация и как они связаны между собой
Стресс и деформация сильно связаны друг с другом. В мире экспериментального анализа напряжений мы используем эти связи для расчета приложенного к телу напряжения путем измерения деформации и использования закона Гука.
Закон Гука гласит, что напряжение растяжения ( σ ) линейно пропорционально деформации ( ε ) модуля упругости ( E ) в области линейной упругости:
Это иллюстрирует необходимость обеспечения высокоточного измерения деформации для выполнения исследований экспериментального анализа напряжений для проверки прочности материалов и структурных конструкций, а также для точного проектирования тензодатчиков, датчиков и Датчики силы с тензодатчиками.
Напряжение, деформация и то, как они связаны друг с другом (продолжение)
Это иллюстрирует необходимость обеспечения высокоточного измерения деформации для выполнения исследований экспериментального анализа напряжения для подтверждения прочности материалов и структурных конструкций.
, а также для точного проектирования тензодатчиков, преобразователей и датчиков силы с тензодатчиками.
Как работает тензодатчик?
Тензорезистор — это компонент, используемый в электрической цепи. Все компоненты в электрической цепи проявляют некоторое сопротивление потоку электрического тока или сопротивление, которое можно измерить электронными приборами. Когда тензорезистор растягивается (или деформируется), его сопротивление изменяется прямо пропорционально деформации. Измеряя изменение электрического сопротивления, также можно узнать деформацию. Это так просто.
Различные тензодатчики для различных напряжений
Нагрузка может быть приложена в различных направлениях, каждое из которых вызывает характерную стрессовую реакцию на тело:
Для выполнения требований по точному измерению напряжений и деформаций в таких элементах были разработаны специальные модели тензодатчиков:
О линейных тензодатчиках | О тензодатчиках модели сдвига | О шаблонах тройника Rossette
Коэффициент Пуассона и анализ структурных напряжений:
коэффициент, называемый коэффициентом Пуассона, описывает соотношение между деформациями материала в перпендикулярном направлении к нагрузке.
Коэффициент Пуассона обычно составляет от 0,28 до 0,33 и имеет противоположный знак.
Как измерить деформацию, если ее направление неизвестно?
Измерение напряжения, когда деформация имеет известное направление (например, при изгибе балки), довольно прямолинейно:
Состояние одноосного напряжения будет рассчитываться непосредственно из показаний тензодатчика деформации, умноженной на модуль упругости
Но как измерить и рассчитать напряжение, если неизвестно направление главных деформаций?
Для этого можно использовать 3-элементную розетку:
Использование 3-элементной розетки позволит рассчитать основные деформации и правильно рассчитать основное напряжение, приложенное к детали:
Тензодатчик и мостик Whetstone Bridge
Изобретение тензодатчика электрического сопротивления более полувека назад, мост Уитстона стал предпочтительной измерительной схемой.
в большинстве коммерчески доступных тензометрических приборов. Это в значительной степени связано с присущей ему способностью:
1. обнаруживать небольшие изменения сопротивления, возникающие в тензодатчике, поскольку он отслеживает даже незначительные изменения размеров на поверхности испытуемой детали под нагрузкой,
2. обеспечить нулевое выходное напряжение, когда испытуемая деталь находится в состоянии покоя, и
3. обеспечить компенсацию температурных изменений сопротивления в цепи тензорезистора.
В той или иной степени каждый из этих факторов важен для точных измерений тензодатчиков. В большинстве применений тензорезисторов для определения напряженного состояния поверхности испытуемой детали отдельные элементы тензорезисторов, независимо от того, являются ли они одноосными или розеточными, подключаются независимо к мосту Уитстона по схеме «четверть моста». Как обсуждалось
в следующих разделах схема подключения, выбранная для подключения тензорезистора к мостовой схеме, оказывает существенное влияние на точность измеренных данных о деформации.
Мост Уитстона
Схема моста Уитстона в простейшей форме (рис. 1) состоит из четырех резистивных элементов, или плеч моста (R1, R2, R3, R4), подключенный в последовательно-параллельное расположение с источником напряжения возбуждения (Е). Точки соединения, образованные (соседними) парами плеч моста и подводящими проводами от источника напряжения возбуждения, являются входными углами моста; а те, которые образованы парами плеч моста и выводов измерения сигнала (эо), являются выходными углами. Для этого обсуждения стоит отметить, что каждый входной угол примыкает к каждому выходному углу, и каждое плечо моста соединено между двумя соседними углами.
Кроме того, если мостовая схема резистивно симметрична относительно воображаемой линии, проведенной через оба выходных угла, выходное напряжение eo будет равно нулю, независимо от уровня напряжения возбуждения, и мост будет «сбалансирован».
Руководство по выбору тензорезистора
Первым шагом в подготовке к установке любого тензорезистора является выбор тензорезистора, соответствующего задаче.
На первый взгляд может показаться, что выбор калибра — простое упражнение, не имеющее большого значения для аналитика напряжения; но верно как раз обратное. Тщательный, рациональный выбор характеристик и параметров датчика может быть очень важным для: оптимизации работы датчика для определенных условий окружающей среды и условий эксплуатации, получения точных и надежных измерений деформации, облегчения установки и минимизации общей стоимости установки датчика. На монтажные и рабочие характеристики тензорезистора влияют следующие параметры, которые выбираются в разной степени:
• чувствительный к деформации сплав • материал подложки (основа) • сопротивление сетки • схема измерения • номер температурной компенсации • длина датчика • опции
В основном процесс выбора датчика состоит из определения конкретная доступная комбинация параметров, которая наиболее совместима с окружающей средой и другими условиями эксплуатации и в то же время наилучшим образом удовлетворяет ограничениям по установке и эксплуатации.
Эти ограничения обычно выражаются в форме требований, таких как:
• точность • продолжительность испытания • стабильность • циклическая износостойкость • температура • простота установки • удлинение • окружающая среда важным экономическим показателем является общая стоимость всей установки, в которой стоимость манометра обычно составляет лишь небольшую часть. Во многих случаях выбор серии датчика или дополнительной функции
, которая увеличивает стоимость датчика, служит для снижения общей стоимости установки.
Несмотря на то, что существует несколько способов измерения деформации, наиболее распространенным является использование тензорезистора с присоединенным сопротивлением, устройства, электрическое сопротивление которого изменяется пропорционально величине деформации в устройстве.
В настоящее время наиболее широко используемым тензодатчиком является тензорезистор со связанным сопротивлением Advanced Sensors Technology.
Компания Micro-Measurements использует точно изготовленную (собственно) металлическую фольгу для изготовления резистивного элемента, обеспечивая наилучшую консистенцию и доступное соответствие между тензорезисторами. Металлический тензорезистор состоит из металлической фольги, расположенной в виде сетки. Сетчатый рисунок максимизирует количество металлической фольги, подверженной деформации в параллельных направлениях.
СВЯЖИТЕСЬ С ЭКСПЕРТОМ ПО ТЕНЗОДАТИЧЕСКИМ ТЕХНОЛОГИЯМ
Механические свойства | Механические испытания
Измерение и понимание механического отклика имеет решающее значение для исследования материалов, разработки продуктов и управления технологическими процессами. Механическая реакция этих материалов зависит от сценариев применения, а также от химического состава материала. Основными параметрами, которые считаются измеряющими эти механические свойства, являются нагрузка (P), скорость нагружения (Ṗ) или скорость деформации (ἐ), время нагружения (t).
Содержание
- Механические свойства
- Модуль упругости
- Твердость
- Вязкоупругость
- Прочность на излом
Традиционно механические свойства определялись по кривой напряжения-деформации, создаваемой приложенной нагрузкой, но наноиндентирование оказалось гораздо более совершенным, обеспечивая несколько свойств, таких как твердость и модуль, из одного теста менее чем за секунду. Некоторыми общими терминами, используемыми в механических испытаниях, являются напряжение, деформация, предел текучести. Напряжение (σ) – это мгновенная нагрузка, приложенная к образцу, деленная на площадь его поперечного сечения до какой-либо деформации. Деформация (ε) представляет собой изменение расчетной длины образца, деленное на его первоначальную расчетную длину. Предел текучести (σ y ) – это напряжение в точке, в которой материал больше не реагирует упруго, называемой пределом текучести.
Из основных данных определяются механические свойства:
- Модуль упругости
- Твердость
- Комплексный модуль для вязкоупругих материалов
- Вязкость разрушения
Модуль упругости
С помощью наноиндентирования можно определить два механических свойства: модуль упругости и твердость.
Модуль упругости (E), часто называемый модулем Юнга, представляет собой отношение напряжения (σ) к деформации (ε) при полностью упругой деформации. В упругой области напряжение и деформация пропорциональны по закону Гука: σ = Eε
Модуль упругости является неотъемлемым свойством материала. На фундаментальном уровне Е является мерой прочности связи между атомами. Чем больше модуль, тем жестче материал и меньше деформация. Упругая реакция непостоянна, поэтому при снятии приложенной нагрузки образец возвращается к своей первоначальной форме.
Твердость
Твердость (H) – это мера сопротивления материала деформации при поверхностном вдавливании. Пластическая деформация вызывается движением дислокаций в атомарной структуре материала. Предел текучести материала можно изменить, подавляя движение дислокаций через дефекты, сплавы или границы зерен.
Твердость материала может быть повышена различными способами, включая упрочнение внедрения или замещения, когда атомы добавляются между атомами или замещаются в атомной решетке:
Упрочнение внедрения и замещения.Испытание на микротвердость и наноиндентирование являются стандартными методами определения твердости. Наноиндентирование имеет дополнительное преимущество, заключающееся в обеспечении модуля упругости.
Твердость материала является самым важным параметром при разработке контактов. Чем тверже материал, тем мягче изнашивается при контакте друг с другом. В механике твердость определяется как сопротивление материала остаточной деформации при приложении нагрузки.
Традиционно твердость измеряется по относительной шкале, такой как твердость Мооса или Виккерса. Каждому материалу присваивается числовое значение от 1 до 10 в зависимости от его относительной твердости по шкале Мооса. Недавний прогресс в технологии наноиндентирования позволяет измерять твердость различных материалов и определяется с точки зрения площади, отпечатанной на материале для данной приложенной нагрузки. Твердость H по методу наноиндентирования рассчитывается как:
При наноиндентировании H (твердость) равна P (приложенная нагрузка), деленная на A (площадь вдавливания). Здесь P — приложенная нагрузка, A — площадь вдавливания. Существуют различные шкалы измерения, основанные на таких материалах, как твердость по Шору, твердость по Виккерсу, твердость по Моосу и твердость по Кнупу, и это лишь некоторые из них. Все они представляют собой относительную твердость материала по отношению к стандартному образцу. Наноиндентирование устраняет неоднозначность в различных масштабах, обеспечивая физическое измерение с точки зрения абсолютной твердости.
В отличие от модуля упругости, который является неотъемлемым свойством материалов, твердость зависит от размера в материалах, приповерхностная твердость которых отличается от объемной твердости. Непрерывное измерение жесткости является превосходным методом, обеспечивающим измерения в зависимости от глубины для изучения размерного эффекта твердости в различных материалах. Зависимость твердости от размера можно понять, сравнив два сплава, изготовленных из одного и того же материала, но с разным размером зерна. Более мелкие зерна приводят к более высокой твердости большинства материалов из-за компактности упаковки.
Вязкоупругость
Динамический механический анализ (DMA) используется для полимеров и резиновых материалов с фиксированной геометрией. Осцилляции применяются во время развертки по частоте при повышении температуры. Затем определяется комплексный модуль, объединенный модуль накопления и потерь, как функция частоты и температуры.
Модуль упругости (E’) — это мера эластичности полимерного материала.
Модуль потерь (Е») – это мера способности полимера преобразовывать механическую энергию в тепло. Коэффициент потерь, называемый тангенсом δ, представляет собой отношение E” к E’.
Когда размер образца или функция требуют небольшого объема, для определения E’ и E’ используется тест динамического наноиндентирования, аналогичный DMA. Наноиндентирование можно использовать для характеристики более широкого диапазона частот, чем DMA. Меньшее количество тепла может быть применено к меньшему размеру образца.
Поперечное сечение шины с трехмерными картами модуля накопления и потерь по данным наноиндентирования.Вязкость разрушения
Вязкость разрушения – это свойство сопротивления материала хрупкому разрушению. Поскольку при обработке материала или компонента невозможно избежать возникновения дефектов, вязкость разрушения является важным свойством материала. Материалы с высокой вязкостью разрушения склонны к вязкому разрушению. Материалы с низкой вязкостью разрушения обычно имеют хрупкое разрушение.
