Springen naar inhoud

[Materiaalkunde] relatie elasticiteitsmodules en treksterkte


  • Log in om te kunnen reageren

#1

bats

    bats


  • >250 berichten
  • 411 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 februari 2005 - 13:10

Ik heb een vraag hoe je de treksterkte van een materiaal berekent aan de hand van de elasticiteitsmodules. Stel ijzer, dat heeft een elasticiteitsmodule van 220e9Pa (N/m2) of 220.000N/mm2 en een treksterkte van 370N/mm2 (in dit geval st37). Maar hoe bereken je de treksterkte van een metaal als je alleen de elasticiteitsmodule van het metaal weet? Of kun je zoiets niet zomaar berekenen? Stel ik wil de treksterkte van Wolfraam weten, maar ik weet alleen dat de elasticiteitsmodule(E) 360e9Pa is. Hoe bereken ik hier de treksterkte van in N/mm2??

En...wat is dat eigenlijk, de elasticiteitsmodule van een metaal? Het zal wel iets anders zijn dan de treksterkte, vandaar mijn vraag? Treksterkte weet ik wel, dat is de hoeveelheid kracht in N die een bepaald soort metaal kan hebben van een bepaalde dikte (mm2).

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Bert

    Bert


  • >250 berichten
  • 718 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 februari 2005 - 13:20

Uit de elasticiteitsmodules van een materiaal kun je de treksterkte niet bepalen. Alle staalsoorten hebben ongeveer de zelfde elasticiteitsmodulus maar heel verschillende sterktes (varierend van pisbakkenstaal tot hoogwaardig verenstaal).
De elasticteitsmodulus geeft aan welke kracht je per oppervlakte eenheid moet uitoefen om een rek van 100% te krijgen.

#3

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 12 februari 2005 - 13:27

Misschien maakt dit het allemaal duidelijker:

Geplaatste afbeelding

De steilheid van het elastische deformatie deel is de Elasticiteitsmoduls.
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#4

bats

    bats


  • >250 berichten
  • 411 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 februari 2005 - 17:16

Misschien maakt dit het allemaal duidelijker:

Geplaatste afbeelding

De steilheid van het elastische deformatie deel is de Elasticiteitsmoduls.


Wat is strain en wat voor eenheid is dat?

#5

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 12 februari 2005 - 17:57

Strain is de verhouding tussen de uitrekking en de lengte van een voorwerp. Het is dus dimensieloos.

Stel ik heb een balk met lengte L waar ik een kracht op zet. De balk rekt uit tot een lengte L + dL

De strain is dan dl / L
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#6

bats

    bats


  • >250 berichten
  • 411 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 januari 2006 - 21:28

Uit de elasticiteitsmodules van een materiaal kun je de treksterkte niet bepalen. Alle staalsoorten hebben ongeveer de zelfde elasticiteitsmodulus maar heel verschillende sterktes (varierend van pisbakkenstaal tot hoogwaardig verenstaal).
De elasticteitsmodulus geeft aan welke kracht je per oppervlakte eenheid moet uitoefen om een rek van 100% te krijgen.


Ik heb nog een vraagje over de elasticiteitsmodules.
Jij zegt dat alle staalsoorten (of het nu st37 of st52 is) ongeveer dezelfde elasticiteitsmodules hebben. Okee, tot zover snap ik het. Dus als ik op staal 37 een bepaalde kracht uitoefen om het tot 100% rek te krijgen is hetzelfde dan als ik dat bij staal52 doe. Maar st52 vervormd moeilijker dan st37 en waar licht dat dan aan, ook al zijn de E-waarden hetzelfde. Kan het betekenen dat st52 bij een bepaalde % aan rek makkelijker in de oorspronkelijke lengte terugkeert dan st37, dat het daardoor een hogere treksterkte heeft?

#7

Pelletje

    Pelletje


  • >25 berichten
  • 65 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 januari 2006 - 00:49

Ik heb nog een vraagje over de elasticiteitsmodules.
Jij zegt dat alle staalsoorten (of het nu st37 of st52 is) ongeveer dezelfde elasticiteitsmodules hebben. Okee, tot zover snap ik het. Dus als ik op staal 37 een bepaalde kracht uitoefen om het tot 100% rek te krijgen is hetzelfde dan als ik dat bij staal52 doe. Maar st52 vervormd moeilijker dan st37 en waar licht dat dan aan, ook al zijn de E-waarden hetzelfde. Kan het betekenen dat st52 bij een bepaalde % aan rek makkelijker in de oorspronkelijke lengte terugkeert dan st37, dat het daardoor een hogere treksterkte heeft?


Even ter verduidelijking (hoop ik): De Emodulus geeft de spanning die het materiaal bij 100% elastische rek zou hebben. Echter je zult nooit 100% elastische rek kunnen bereiken in staal (en ook niet in alle andere materialen, m.u.v. rubbers). De vloeigrens (yield point in het eerder getoonde plaatje) geeft aan waar de elastische deformatie overgaat in plastische deformatie. Plastische deformatie is permanent, die krijg je dus niet terug. Waar die overgang plaatsvindt is van vele factoren afhankelijk, maar vindt typisch al plaats bij enkel tienden van een % rek (tot een maximum van ~2%).

De treksterkte is dus gerelateerd aan de plastische eigenschappen van het staal, en heeft met de elasticiteitmodulus daarom (bijna) niets van doen. En om je volgende vraag te beantwoorden, de plastische eigenschappen en daarmee de treksterkte van een materiaal worden door teveel zaken beinvloedt om daar op voorhand zomaar uitspraken over te kunnen. Daar kun je volumes over volschrijven. Legeringselementen, precipitaten, voorversteviging, warmtebehandelingen. Het is niet voor niets dat er 1000en staalsoorten zijn, met treksterktes varierend met een factor 10.

#8

Stephaan

    Stephaan


  • >250 berichten
  • 866 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 januari 2006 - 01:51

@ bats
je schreef : Maar st52 vervormt moeilijker dan st37.
Volgens mij is dat niet het geval, tenminste niet in het elastische gebied. Daar de Emodulus gelijk is vervormt het juist wel even gemakkelijk ( of even moeilijk). Alleen is het zo dat st52 langer(dus onder hogere spanning) elastisch zal vervormen eer het plastisch wordt, dan st37 maar in het elastische gebied vervormen ze wel even gemakkelijk.
Dat het st52 het langer uithoudt doet ons zeggen dat st52 sterker is. In het gebied waar st 52 nog elastisch is en st37 niet meer, vervormt st37 idd gemakkelijker. Maar nog eens: in het gebied waar beide staalsoorten (nog) elastisch zijn, vervormen ze echt even gemakkelijk.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures