Διάγραμμα τάσης - παραμόρφωσης

Τάση

Επιμήκυνση

Περιοχή ΙΠεριοχή ΙΙ

Περιοχή III

Region I : Ελαστική παραμόρφωσηΝόμος Hooke

Region II: Ομοιόμορφη πλαστική παραμόρφωσηRegion III: Παραμόρφωση στην περιοχή της στένωσης

σYIELD

σUTS

E

εYIELD εUTS

σθραύσης

l0

l0 + le

l0 + le + lp

Necking

Ποιο είναι πιο ανθεκτικό;

Ελατό ή εύθραυστο;

EL=(lf-l0)/l0

Χαρακτηρίστε τα υλικά ως προς τις μηχανικές ιδιότητές τους

Μηχανικά χαρακτηριστικά υλικών που μπορούν να εξαχθούν από το διάγραμμα τάσης – παραμόρφωσης

•Ευπλαστότητα (εμβαδόν κάτω από την ελαστική περιοχή)

•Ελαστικότητα

•Ανθεκτικότητα (εμβαδόν κάτω από όλη την περιοχή)

•Επιμήκυνση

•Ευθραυστότητα (χωρίς ελαστική περιοχή)

•Οριο ελαστικότητας

•Τάση διαρροής

•Μέγιστη τάση

•Οριο θραύσης

•Μέτρο του Young

Yλικό Οριο διαρροής (MPa)

Οριο έντασης (MPa)

Παραμόρφωση στο όριο θραύσης

Οριο θραύσης (MPa)

Μέτρο ελαστικότητας (GPa)

A 310 340 0,23 265 210

B 100 120 0,40 105 150

C 415 550 0,15 500 310

D 700 850 0,14 720 210

E Θραύση χωρίς πλαστική περιοχή

650 350

1. Ποιο υλικό χαρακτηρίζεται από το μεγαλύτερο λόγο Poisson;

2. Ποιό είναι το πιο δυνατό;

3. Ποιό είναι το πιο ανελαστικό;

Μάζα• Θεμελιώδης ιδιότητα της ύλης• «Ποσότητα» ύλης που περιέχει ένα σώμα• Σχετίζεται με την αντίσταση στη μεταβολή της

κινητικής κατάστασης ενός σώματος (αδράνεια)

Πυκνότητα

V

m Kg/m3, gr/cm3 1L=10-3m3

Σφαίρα

Εμβαδόν επιφάνειας:

Ογκος:

24 rS 3

3

4rV

Παραλληλεπίπεδο

Εμβαδόν επιφάνειας:

Ογκος:

wlhwlhS 222

hwlV

Κύλινδρος

Εμβαδόν επιφάνειας:

Ογκος:

rhrS 22 2

hrV 2

Υλικό Πυκνότητα (Kg/m3)

Υλικό Πυκνότητα (Kg/m3)

Αλουμίνιο 2700 Μαλακός ιστός

1040

Ανθρακας 2250 Οστό 1900

Χαλκός 8960 Νερό 1000

Χρυσός 19300 Αίμα 1060

Σίδηρος 7880 Υδράργυρος 13600

Μόλυβδος 11340 Αέρας 1,29

Πυρίτιο 2420 Ηλιο 0,18

Πάγος 917 Υδρογόνο 0,09

Γυαλί 2600 Οξυγόνο 1,43

Υλικό Πυκνότητα (Kg/m3)

Σμάλτο 2900

Οδοντίνη 2500

Οστεινη 2300

Κάποιος κλέβει χρυσό αξίας ενός δισεκατομμυρίου ευρώ. Τι μέσο διαφυγής θα πρέπει να έχει;

•Πόσο θα ζυγίζει– Τιμή χρυσού 43€/gr. 109€ είναι η αξία

109/43=2,3×107 gr = 2,3 × 104 kg = 23tn

•Πόσος θα είναι ο όγκος του;– ρ=m/V=> V=m/ρ (ρ=19300kg/m3)

V= 2,3 × 104 kg / 19300kg/m3= ( 2,3 × 104 /1,93 × 104 )m3=1,2m3

Πίεση Ρ )(2Pa

m

N

A

FP

Από ποιους παράγοντες εξαρτάται η ατμοσφαιρική πίεση,

Σε ποιες τιμές πίεσης και θερμοκαρσίας αναφέρονται οι «κανονκές συνθήκες»;

Ποια η σχέση Pa, bar, atm;

Πώς μεταβάλλεται η πίεση με το υψόμετρο;

Ποιό είναι το μέγιστο υψόμετρο στο οποίο μπορεί κάποιος να ΄ζήσει;

Βαρομετρικός τύπος

Πόση είναι η πίεση στον στοιχειώδη όγκο υγρού;

Από ποιούς παράγοντες εξαρτάται;

Εφαρμογή του 2ου νόμου του Newton.

P=P0+ρgh Πίεση σε βάθος υγρού h

Αρχή Pascal: Εαν ασκηθεί πίεση σε περιορισμένο ρευστό, θα μεταδοθεί ομοιόμορφα σε όλο τον όγκο του ρευστού και σται τοιχώματα του περιέκτη.

Αρχή λειτουργίας υδραυλικού πιεστηρίου

Μέθοδοι μέτρησης πίεσης

Μανόμετρο

Βαρόμετρο υδραργύρου

Bourdon

• Σε πόσο βάθος νερού η πίεση αυξάνεται κατά μια ατμόσφαιρα;

• Πώς μεταβάλλεται η δύναμη στο τοίχωμα του φράγματος με το βάθος;

• Αν η πίεση στην καρδιά είναι 13.2 kPa βρείτε την πίεση στα κάτω άκρα (1.3m κάτω από την καρδιά) και στο κεφάλι (0.5m πάνω από την καρδιά). Ποιο είναι το μέγιστο ύψος που μπορεί να στείλει αίμα η καρδιά;

Πόση είναι η δύναμη που ασκείται στα φρένα;

• Ενα υδραυλικό σύστημα σχεδιάζεται ώστε η δύναμη εξόδου να είναι 100πλάσια της δύναμης εισόδου– Πόσος θα είναι ο λόγος της επιφάνειας

εισόδου πρός την επιφάνεια εξόδου.– Πόσος ο λόγος των διαμέτρων τους;– Πόσος ο λόγος των αποστάσεων που κινείται

κάθε κύλινδρος;

Ανωση

• Αρχή του Αρχιμήδη• Οταν ένα σώμα είναι ολικά ή μερικά βυθισμένο

σε ρευστό, το ρευστό ασκεί στο σώμα μια δύναμη προς τα επάνω, ίση με το βάρος του ρευστού που εκτοπίζεται από το σώμα.

• Πώς υπολογίζω την άνωση;

Β

Fa

Fk

• Ζυγίζετε ένα οστό πουλιού. Η μάζα του είναι 45g. Αν το ζυγίσετε βυθισμένο σε νερό η μάζα του είναι 3,6g.

• Πόση μάζα νερού εκτοπίζει;

• Ποιος ο όγκος του οστού;

• Πόση η πυκνότητά του;

• Συνεκτικές δυνάμεις: Ελκτικές μεταξύ ίδιων μορίων.• Συγκολλητικές δυνάμεις: Ελκτικές δυνάμεις μεταξύ διαφορετικών

μορίων• Τα μόρια στην επιφάνεια ενός υγρού δέχονται συνεκτικές δυνάμεις

από το υγρό:Τείνουν να σχηματίσουν τη μικρότερη δυνατή εξωτερική επιφάνεια: Επιφανειακή τάση

• Η τάση ενός υγρού να ανεβάζι η κάτεβάζει τη στάθμη του σε λεπτό σωλήνα ορίζεται σαν τριχοειδής δράση και εξαρτάται από τις συγκολλητικές δυνάμεις