「機械工学/材料力学」の版間の差分

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fr:La théorie des poutres/Hypothèses sur le matériau3 juin 2012 à 14:32より翻訳。とりあえずの直訳。一部に未訳の原文がある。
 
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== 本文 ==
建設(機械工学、土木工学)で使用可能なすべての材料の中で、我々は、最も単純な性質を持つものとして、ここで勉強する:これらは、継続的な均質で等方性であることが必要です。
 
== 連続の仮定 ==
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連続的な空気がある肉眼や手の下で、すべての材料は:木製のテーブル、コンピュータプラスチック、金属製のハンドルは、空であることが表示されません。実際には、我々はその物質が炭素原子で構成されている知って、各原子が結晶粒材料の一種であり、材料が壊れ、空の完全な事実である。
 
私たちは、巨視的なスケールで立って、私達は、0.01ミリメートルの詳細(10より小さく表示されません-5 M)。私たちのために、問題が進行中である。無孔(スポンジ、多孔質材料)、クラックなし、なしの独立繊維(組織):我々は目の不連続を検出できますので、これは材料を除外します。
 
数学的な観点からは、使用される空間の機能はゲームごとの微分可能であってもオブジェクトでも進行中であり、ことを示唆しているつもり。
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私たちは部屋の2巨視的枚が同じ機械的特性を持っている、または巨視的部分のどの部分に部屋自体と同じ機械的特性を検討してください。材料の挙動を特徴づける数量したがって、部屋の中の任意の時点で同一の値を有する。次いで、材料を均質であると言われている。
 
と言うことですこの金額異種の材料を除外するため、肉眼で区別することができますいくつかのコンポーネントから成りたつ。:コンクリート(セメント+砂+砂利)、複合材料(繊維+マトリックス+マトリックス粒子)、発泡体(マトリックス+空気)。
 
== 等方性の仮定 ==
 
私たちは、機械的性質が方向に関係なく同じであることを考慮してください。我々は単に材料のキューブにニンジンを取ると、私たちが引っ張っている場合たとえば、彼の行動(荷重下での変形、破壊挙動)は、我々はトレパニング方向に依存しない。このような材料は等方性(とうほうせい)と呼ばれています。
 
[[File:Directions laminage.svg|thumb|圧延方向]]
 
金属部品は、しばしば(圧延、押出成形、スタンピング)粉砕することによって得られる。それらは、熱処理を受けない場合には(再結晶化アニール)抵抗を考慮すると方向同じではなく、(非等方性)弱異方性である。特に、積層シートは、折りたたんでシェーピングを示して横方向(TD)に圧延方向に大きな抵抗(LD)がある(裂ける場合がに対して垂直に折り曲げられる弱い方向)。それらは、熱処理を受けない場合には(再結晶化アニール)抵抗を考慮方向と同じではなく、(非等方性)弱異方性である。 特に、積層シートは、折りたたんでシェーピングを示して横方向(TD)に圧延方向に大きな抵抗(LD)がある(裂ける場合がに対して垂直に折り曲げられる弱い方向)。
 
繊維材料 - コンクリート、木材、布、繊維複合 - またはラメラ - サンドイッチ - 彼らは非常に異方性があります。
 
== どのような材料その後? ==
 
あなたは厳密な仮定を強制したい場合は、勉強するための唯一の少数の材料があります...我々は、 "少し近視眼的"であるとの仮定のいくつかの違いを受け入れ、特に低異方性を受け入れます。
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[[File:Traction.PNG|thumb|50px|梁の牽引]]
 
引張試験(ひっぱりしけん)とは、引張を試料にされ行為試験です。機械のフレームワークを保持しているので、試料は、この引張に抵抗します。:この引張試験を行うには、引張試験機に試料を取り付ける必要がある。
 
しかし、試験結果として試料は変形し、彼は部屋を破るために取る必要のある力は、お部屋空間のサイズに依存します。したがって、我々は長さ1メートル〜1ミリメートル部の架空の筒状部に還元される2力によって引き伸ばされる<math>\overrightarrow{\mathrm{F}}</math> 一の端部における力 - <math>-\overrightarrow{\mathrm{F}}</math> 他端に。引張強度R<sub>m</sub> は、部屋を破るために使用されるように、ニュートン(N)の力であるので、平方ミリメートル当たりのニュートンで、どちらメガパスカル(1MPa = 1N/mm<sup>2</sup>)。
この作品は、製造、取り扱いが非常に困難であるので、( "plate")円筒形または長方形のピースを使用してSのセクション 努力は試料がマシンに接続されて終了すると、でより重要であり、両端はブレークが中央部に行われることを確認するために展開されます。"キャリブレーションパート"と呼ばれるこの中央エリアには、初期の長さl<sub>0</sub>。
 
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これらのデータは、それぞれ、σ(MPa)を、ひずみε(無次元)、曲線σ = ƒ(ε)をプロットする垂直応力に変換されます。
 
この曲線は"引張曲線"(ひっぱりきょくせん)と呼ばれ、金属のために、一般的に曲線の3種類があります。 : 延性のある降伏曲線、弾性/塑性遷移相を有する曲線、および脆弱での曲線:
 
 
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* 不可逆的な変形は、より高い負荷のため、プラスチックと呼ば​​れる:ピースは、負荷が除去された残留変形を保持します。
曲線は、このように4つのエリアがあります:
# 弾性(だんせい)変形:我々は、曲線が線形であることに注意してください。
# 塑性(そせい)変形:曲線は成長しているが、湾曲している。
# Striction : カーブが減少して、試料が劣化を受け、弱める。
# Rupture破断 rupture : カーブの終わり。
カーブの開始までの、原点を通る直線部分は弾性である。 ; それは、このようにフックの法則と呼ばれる線形法則に従います。:
: σ = Eε
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:* ε (無次元)ひずみ ;
:* E (MPa) : ヤング率.
Eの値が高い場合、それは一般的には GPa で変換する。ヤング率Eは剛性(ごうせい)である材料を表す特性である :
* E が高い場合 : 硬質材料(それは変形εを与える大きな制約がかかる);
* E が低い場合 : らかい素材(大ひずみεに低応力)。
 
弾性とプラスチックのフェーズでは、変形が均一である:変形はどこでも同じである。高い負荷のために、変形がくびれ、ネッキング現象を形成エリアに集中している。遊びはストレスが減少する理由である、弱いです。そして、凹部が破損につながる首の領域に形成さ​​れている。
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</gallery>
 
曲線本当のトラクション引張曲線、けっして上記のように1のようには、理想的ではありません。私たちは、行動の2つの一般的なタイプを区別します。
 
; Décrochement net
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; 脆性材料
いくつかの材料は、弾性範囲で破れる。私たちは、脆性(ぜいせい)材料を考えよう。これは、マルテンサイト鋼の場合や、あるいはガラス、セラミックス、または非延性の鉄の場合です。テストがない障害が発生する前にネッキングを示していない、破断面は、滑らかな側面から構成されています。
Certains matériaux cassent dans le domaine élastique. On parle de matériaux fragiles. C'est le cas des aciers martensitiques, du verre, des céramiques, des fontes non ductiles. L'éprouvette ne présente pas de striction avant rupture ; le faciès de rupture est composé de facettes lisses.
 
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Pour un matériau ductile, on a les gammes de contrainte suivantes :
* σ &lt; R<sub>e</sub> : 弾性範囲、完成した作品の通常の使用の分野; ;
* R<sub>e</sub> &lt; σ &lt; R<sub>m</sub> : プラスチックフィールド、フィールド(ローリング、曲げ、鍛造、折りたたみ、ローリング)整形 ;
* σ &gt; R<sub>m</sub> : 破断。機械加工の分野(材料除去)、ダメージ :
脆性材料の場合は、ストレスの次の行があります:
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=== 安全係数 ===
 
強度計算は、既知の負荷を想定している。しかし、実際の負荷は不注意衝撃誤用により、想定を超えることがあります。 … 可能性のある過負荷への対応として、安全係数(あんぜんけいすう)を考慮する必要がある。安全係数の表記は''s''である。
 
この安全係数は時々、規格(きかく)定められる - つまり、国や業界によって、規格で用いる安全係数の値が定義されている場合もある。
 
 
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と延性材料
: <math>\mathrm{R_{pg}} = \frac{\mathrm{R_{eg}}}{s}</math>.
 
[[fr:La théorie des poutres/Hypothèses sur le matériau]]