Modun đàn hồi E và độ cứng HRC có liên quan?
- Thread starter maxsky0109
- Ngày mở chủ đề
Ðề: Modun đàn hồi E và độ cứng HRC có liên quan?
Về mặt lý thuyết thì tồn tại mối liên hệ này vì cả 2 đều có thể được đo bằng Nano Hardness Tester, và vì về mặt ý nghĩa của 2 đại lượng này. Tuy nhiên công thức thì chưa có, hoặc mình chưa thấy bao giờ. Bạn tìm thêm thử xem, mình cũng thấy lạ nếu không có dữ liệu về E, vì độ cứng là thông số kém quan trọng hơn. Mình chỉ biết 1 relation giữa HV và giới hạn đàn hồi 0,2 và giới hạn kéo đối với các loại thép : $HV = 1,4 R_{p0,2} + 1,6 R_{m}$ Tuy nhiên đừng dựa vào công thức này quá, vì nó không chính xác lắm, dù mình đọc được trong norm ISO khi làm thí nghiệm về độ cứng.
Về mặt lý thuyết thì tồn tại mối liên hệ này vì cả 2 đều có thể được đo bằng Nano Hardness Tester, và vì về mặt ý nghĩa của 2 đại lượng này. Tuy nhiên công thức thì chưa có, hoặc mình chưa thấy bao giờ. Bạn tìm thêm thử xem, mình cũng thấy lạ nếu không có dữ liệu về E, vì độ cứng là thông số kém quan trọng hơn. Mình chỉ biết 1 relation giữa HV và giới hạn đàn hồi 0,2 và giới hạn kéo đối với các loại thép : $HV = 1,4 R_{p0,2} + 1,6 R_{m}$ Tuy nhiên đừng dựa vào công thức này quá, vì nó không chính xác lắm, dù mình đọc được trong norm ISO khi làm thí nghiệm về độ cứng.
Last edited by a moderator:
Ðề: Modun đàn hồi E và độ cứng HRC có liên quan?
Sức bền vật liệu là môn khoa học thực nghiệm!
Cách nghiên cứu của SBVL là dựa vào quá trình thực nghiệm do vậy nó không hoàn hoàn chính xác như toán học. Nhiều số liệu của sức bền cùng nghiên cứu về 1 vấn đề nhưng phương pháp thực nghiệm khác nhau dẫn đến không có sự quy đổi hoàn toàn chính xác.
Tất nhiên ta vẫn hoàn toàn ứng dụng chúng trong thiết kế, chế tạo để đảm bảo độ bền, độ cứng... và tiết kiệm vật liệu.
Đó là điều thứ nhất! Điều thứ 2 E và độ cứng HRC là 2 đại lương khác nhau về mặt ý nghĩa
E đặc trưng cho độ cứng thể tích (VD ta tính độ bền , độ cứng của 1 răng trong bánh răng).
HRC đặc trưng cho độ cứng bề mặt (VD ta tính độ bền tróc rỗ bề mặt, khả năng chịu mòn ...)
Do vậy sẽ không có sự liên hệ giữa chúng
thân
paven8880
Sức bền vật liệu là môn khoa học thực nghiệm!
Cách nghiên cứu của SBVL là dựa vào quá trình thực nghiệm do vậy nó không hoàn hoàn chính xác như toán học. Nhiều số liệu của sức bền cùng nghiên cứu về 1 vấn đề nhưng phương pháp thực nghiệm khác nhau dẫn đến không có sự quy đổi hoàn toàn chính xác.
Tất nhiên ta vẫn hoàn toàn ứng dụng chúng trong thiết kế, chế tạo để đảm bảo độ bền, độ cứng... và tiết kiệm vật liệu.
Đó là điều thứ nhất! Điều thứ 2 E và độ cứng HRC là 2 đại lương khác nhau về mặt ý nghĩa
E đặc trưng cho độ cứng thể tích (VD ta tính độ bền , độ cứng của 1 răng trong bánh răng).
HRC đặc trưng cho độ cứng bề mặt (VD ta tính độ bền tróc rỗ bề mặt, khả năng chịu mòn ...)
Do vậy sẽ không có sự liên hệ giữa chúng
thân
paven8880
C
Ðề: Modun đàn hồi E và độ cứng HRC có liên quan?
Câu hỏi của bạn rất hay! Đây có lẽ là 1 mối liên hệ giữa sức bền vật liệu và vật liệu học. Mối liên hệ này chính là sự thống nhất trong bản chất vật lí của sức bền vật liệu và vật liệu học.
1. Modul đàn hồi E là tỉ lệ giữa ứng suất vuông góc và độ biến dạng dài tương đối của vật liệu, do đó có thứ nguyên là [Pa]. E đặc trưng cho độ bền đơn vị của toàn bộ mẫu vật liệu thử đồng chất.
2. Độ cứng là tỉ lệ giữa lực tác dụng của vật cứng lên vật liệu thử đối với diện tích bị biến dạng trên bề mặt vật liệu thử. độ cứng = F/S, do đó cũng có thứ nguyên là [Pa]. Có 3 loại độ cứng: độ cứng Brinell-HB, độ cứng Vickers-HV, độ cứng Rockwell-HRX. Thí nghiệm của Brinell là cho một quả cầu nặng tác dụng lên bề mặt của vật liệu thử. Thí nghiệm của Vickers cho đỉnh của hình chóp có đấy là hình vuông tác dụng lên bề mặt của vật liệu thử, còn Rockwell thi cho đỉnh của khối nón kim cương tác dụng lên bề mặt của vật liệu thử. Độ cứng đặc trưng cho độ bền cục bộ ở bề mặt của vật liệu thử.
Do đó bản chất vật lí của E và độ cứng theo mình là độ bền của vật liệu, độ bền này do cấu trúc tinh thể và thành phần hóa học của vật liệu quyết định. 2 đại lượng này chỉ khác nhau về mặt ý nghĩa. Trong chế tạo máy, E thể hiện độ bền của cả khối vật liệu (chi tiết), còn độ cứng lại đại diện cho độ bền của lớp bề mặt.
Mình cũng phân vân không biết giữa hai đại lượng này có công thức liên hệ nào không (có thể chưa ai nghiên cứu hoặc có mà mình không biết). Giả sử có một công thức liên hệ thì chỉ cần biết E của vật liệu sẽ tính được độ cứng mà không mất công làm thí nghiệm để xác định (tất nhiên là cho các vật liệu đồng tính, chưa qua nhiệt luyện vì nếu qua nhiệt luyện sẽ có sự khác nhau về cơ tính giữa các vùng của vật liệu).
Một số thông tin tham khảo:
http://en.wikipedia.org/wiki/Young's_modulus
http://en.wikipedia.org/wiki/Hardness
http://en.wikipedia.org/wiki/Brinell_scale
http://en.wikipedia.org/wiki/Vickers_hardness_test
http://en.wikipedia.org/wiki/Rockwell_scale
Câu hỏi của bạn rất hay! Đây có lẽ là 1 mối liên hệ giữa sức bền vật liệu và vật liệu học. Mối liên hệ này chính là sự thống nhất trong bản chất vật lí của sức bền vật liệu và vật liệu học.
1. Modul đàn hồi E là tỉ lệ giữa ứng suất vuông góc và độ biến dạng dài tương đối của vật liệu, do đó có thứ nguyên là [Pa]. E đặc trưng cho độ bền đơn vị của toàn bộ mẫu vật liệu thử đồng chất.
2. Độ cứng là tỉ lệ giữa lực tác dụng của vật cứng lên vật liệu thử đối với diện tích bị biến dạng trên bề mặt vật liệu thử. độ cứng = F/S, do đó cũng có thứ nguyên là [Pa]. Có 3 loại độ cứng: độ cứng Brinell-HB, độ cứng Vickers-HV, độ cứng Rockwell-HRX. Thí nghiệm của Brinell là cho một quả cầu nặng tác dụng lên bề mặt của vật liệu thử. Thí nghiệm của Vickers cho đỉnh của hình chóp có đấy là hình vuông tác dụng lên bề mặt của vật liệu thử, còn Rockwell thi cho đỉnh của khối nón kim cương tác dụng lên bề mặt của vật liệu thử. Độ cứng đặc trưng cho độ bền cục bộ ở bề mặt của vật liệu thử.
Do đó bản chất vật lí của E và độ cứng theo mình là độ bền của vật liệu, độ bền này do cấu trúc tinh thể và thành phần hóa học của vật liệu quyết định. 2 đại lượng này chỉ khác nhau về mặt ý nghĩa. Trong chế tạo máy, E thể hiện độ bền của cả khối vật liệu (chi tiết), còn độ cứng lại đại diện cho độ bền của lớp bề mặt.
Mình cũng phân vân không biết giữa hai đại lượng này có công thức liên hệ nào không (có thể chưa ai nghiên cứu hoặc có mà mình không biết). Giả sử có một công thức liên hệ thì chỉ cần biết E của vật liệu sẽ tính được độ cứng mà không mất công làm thí nghiệm để xác định (tất nhiên là cho các vật liệu đồng tính, chưa qua nhiệt luyện vì nếu qua nhiệt luyện sẽ có sự khác nhau về cơ tính giữa các vùng của vật liệu).
Một số thông tin tham khảo:
http://en.wikipedia.org/wiki/Young's_modulus
http://en.wikipedia.org/wiki/Hardness
http://en.wikipedia.org/wiki/Brinell_scale
http://en.wikipedia.org/wiki/Vickers_hardness_test
http://en.wikipedia.org/wiki/Rockwell_scale
Ðề: Modun đàn hồi E và độ cứng HRC có liên quan?
Môđun đàn hồi E là đại lượng đặc trưng cho khả năng biến dạng đàn hồi của vật rắn. Khi biến dạng đàn hồi, dưới tác dụng của ngoại lực, các nguyên tử sẽ dịch chuyển so với vị trí ban đầu một khoảng rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng (nhỏ hơn 0,1%). Khoảng cách giữa các nguyên tử sẽ tăng lên hoặc giảm đi tùy thuộc vào ứng suất xuất hiện trong vật rắn là ứng suất kéo hay nén. Khi thôi tác dụng ngoại lực, các nguyên tử sẽ trở về vị trí ban đầu, vật rắn lấy lại hình dáng kích thước trước biến dạng. Môđun đàn hồi được tính bằng tỷ số giữa ứng suất và biến dạng, trong thực nghiệm được tính bằng tang của góc nghiêng trên đường cong ứng suất – biến dạng. Tại một nhiệt độ xác định, E là một đại lượng bất biến đối với từng vật liệu, không phụ thuộc vào chế độ nhiệt luyện (nhiệt độ, thời gian tôi, ram), không phụ thuộc vào thành phần pha cũng như cấu trúc tế vi của vật liệu (kích cỡ, hình dáng hạt, biên giới hạt...). Đối với thép, E không bị ảnh hưởng mạnh bởi hàm lượng cacbon cũng như hàm lượng các nguyên tố hợp kim. Ngược lại, độ cứng của vật liệu phụ thuộc rất lớn vào chế độ nhiệt luyện, thành phần pha, hàm lượng cacbon trong thép và thay đổi mạnh khi hợp kim hóa. Vì vậy theo mình, việc đưa ra một công thức liên hệ giữa độ cứng và môđun đàn hồi là rất khó và cũng không cần thiết lắm.
Khi tiến hành lựa chọn vật liệu kết cấu chúng ta thường chỉ quan tâm đến độ bền, độ cứng của vật liệu và xem xét chế độ nhiệt luyện nào có thể cho ra độ bền, độ cứng tối ưu nhất mà ít khi ta quan tâm đến môđun đàn hồi E. Nhưng đối với vật liệu composite E của cốt và nền lại là những tính chất hết sức quan trọng, quyết định tính chất của composite (E=E[SUB]1[/SUB].V[SUB]1[/SUB]+E[SUB]2[/SUB].V[SUB]2[/SUB], trong đó E,E1,E2 lần lượt là môđun đàn hồi của composite, nền và cốt; V[SUB]1[/SUB],V[SUB]2[/SUB] là phần trăm khối lượng của nền và cốt trong composite).
Môđun đàn hồi E là đại lượng đặc trưng cho khả năng biến dạng đàn hồi của vật rắn. Khi biến dạng đàn hồi, dưới tác dụng của ngoại lực, các nguyên tử sẽ dịch chuyển so với vị trí ban đầu một khoảng rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng (nhỏ hơn 0,1%). Khoảng cách giữa các nguyên tử sẽ tăng lên hoặc giảm đi tùy thuộc vào ứng suất xuất hiện trong vật rắn là ứng suất kéo hay nén. Khi thôi tác dụng ngoại lực, các nguyên tử sẽ trở về vị trí ban đầu, vật rắn lấy lại hình dáng kích thước trước biến dạng. Môđun đàn hồi được tính bằng tỷ số giữa ứng suất và biến dạng, trong thực nghiệm được tính bằng tang của góc nghiêng trên đường cong ứng suất – biến dạng. Tại một nhiệt độ xác định, E là một đại lượng bất biến đối với từng vật liệu, không phụ thuộc vào chế độ nhiệt luyện (nhiệt độ, thời gian tôi, ram), không phụ thuộc vào thành phần pha cũng như cấu trúc tế vi của vật liệu (kích cỡ, hình dáng hạt, biên giới hạt...). Đối với thép, E không bị ảnh hưởng mạnh bởi hàm lượng cacbon cũng như hàm lượng các nguyên tố hợp kim. Ngược lại, độ cứng của vật liệu phụ thuộc rất lớn vào chế độ nhiệt luyện, thành phần pha, hàm lượng cacbon trong thép và thay đổi mạnh khi hợp kim hóa. Vì vậy theo mình, việc đưa ra một công thức liên hệ giữa độ cứng và môđun đàn hồi là rất khó và cũng không cần thiết lắm.
Khi tiến hành lựa chọn vật liệu kết cấu chúng ta thường chỉ quan tâm đến độ bền, độ cứng của vật liệu và xem xét chế độ nhiệt luyện nào có thể cho ra độ bền, độ cứng tối ưu nhất mà ít khi ta quan tâm đến môđun đàn hồi E. Nhưng đối với vật liệu composite E của cốt và nền lại là những tính chất hết sức quan trọng, quyết định tính chất của composite (E=E[SUB]1[/SUB].V[SUB]1[/SUB]+E[SUB]2[/SUB].V[SUB]2[/SUB], trong đó E,E1,E2 lần lượt là môđun đàn hồi của composite, nền và cốt; V[SUB]1[/SUB],V[SUB]2[/SUB] là phần trăm khối lượng của nền và cốt trong composite).