Title: Medzn
1Medzné stavy materiáluÚvod do problematiky
- Filip Pastorek
- Libor Trško
2Medzný stav - definícia
- Medzný stav je taký stav materiálu, pri ktorom v
dôsledku pôsobenia externých ci interných
faktorov kritickej velkosti alebo kombináciou
pôsobenia externých a interných faktorov
kritickej velkosti materiál skokom stratí funkcné
a úžitkové vlastnosti, prípadne postupná zmena
funkcných a úžitkových vlastností dosiahne istú
úroven (Puškár). - Skokovitá zmena stavu materiálu (Palcek).
3Medzný stav - definícia
- Medzný stav je stav systému vyjadrený podmienkami
(parametrami) cinnosti systému, pri prekrocení
ktorých dôjde k docasnému alebo trvalému
porušeniu (zlyhaniu) funkcie systému. Medzný stav
systému je na rozhraní normálneho a poruchového
stavu (Veles).
4Medzné stavy základné pojmy
- Úroven poškodenia materiálu je charakterizovaná
hladinou vnútornej energie, najmä v miestach jej
koncentrácie, alebo podielom oblastí s narušením
kohézie materiálu v dôsledku pôsobenia externých
alebo interných faktorov medzného stavu. - Plastická deformácia je schopnost materiálu menit
tvar a rozmery pri pôsobení dostatocne velkého
zataženia bez toho, aby menili svoju kryštalickú
stavbu. - Miestne poškodenie materiálu je nevratná,
objemovo a miestne obmedzená strata kohézie,
ktorej výsledkom je oddelenie istého objemu
materiálu, vytvorenie trhliny alebo siete trhlín,
prípadne vrstvy, ktorá má významne odlišné
úžitkové vlastnosti ako okolitý materiál. - Lom je nevratná strata kohézie castíc materiálu v
casti alebo v celom priereze telesa 1.
5Co ovplyvnuje medzný stav?
- Štruktúrny a subštruktúrny stav.
- Technológia výroby.
- Prevádzkové podmienky (prostredie).
- Velkost a druh zataženia.
- Chemické zloženie.
- Rýchlost zataženia.
- Korózia.
- Cas.
- Teplota.
- Superpozícia viacerých faktorov.
6Rozdelenie medzných stavov
- Obr. 1 Základné rozdelenie medzných stavov
podla Puškára 1.
7Rozdelenie medzných stavov (Bigoš, Trebuna)
- Medzné stavy únosnosti
- Medzné stavy použitelnosti
8I. Medzné stavy únosnosti (Bigoš, Trebuna)
- Deformácia
- Medzný stav pružnej deformácie
- nadmerná pružná deformácia,
- porušenie pružnej stability (vzper),
- pokles pružnej deformácie (relaxácia).
- Medzný stav plastickej deformácie
- nadmerná plastická deformácia (kritická),
- porušenie plastickej stability.
9I. Medzné stavy únosnosti (Bigoš, Trebuna)
- Medzný stav porušenia (lom)
- Pretažením
- krehký,
- tvárny,
- tecením,
- rázom,
- tepelná deformácia šokom,
- koróziou,
- zabrzdený,
- predcasný.
- Únavou
- mechanickou,
- tepelnou,
- tepelno-mechanickou,
- tecením.
10I. Medzné stavy únosnosti (Bigoš, Trebuna)
- Miestne poškodenia
- Objemové
- vodíkom,
- interkryštalická korózia,
- tekutým kovom,
- zvarom,
- radiacné,
- napucaním,
- energetickými polami.
- Povrchové
- adhéziou,
- abraziou,
- eróziou,
- kavitáciou,
- vibráciami,
- koróziou,
- teplotou,
- vytrhnutím,
- energetickými lúcmi.
11II. Medzné stavy použitelnosti (Bigoš, Trebuna)
- Nadmerné priehyby.
- Velkost dynamickej odozvy (kmitanie).
- Strata stability polohy.
- Hluk 2.
12Príklady dosiahnutia medzného stavu
3
3
- Od r. 1942 do 1946 sa na 976-tich zváraných
námorných lodiach USA objavilo 1442 vážnych
poškodení trhlinami. Do konca roku 1949 došlo
k havárii 11 lodí typu Liberty a 8 tankových,
ktoré sa úplne rozlomili na dve casti 4.
13Príklady dosiahnutia medzného stavu
5
hliníkový bronz, amoniak
- Pri urcitých kombináciach materiálu a prostredia
dochádza ku koróznemu praskaniu.
14Príklady dosiahnutia medzného stavu
- 8. máj 1842 došlo k jednému z prvých železnicných
neštastí pri stanici Meudon na trati Versailles
Paríž 6. - Došlo k únavovému lomu na osi jedného z kolies,
havárii rušna a následnému požiaru. - Zahynulo minimálne 55 ludí 6.
15Prevencia
- Štúdium materiálu a jeho reakcie na rôzne
konštrukcné prvky a technologické postupy. - Výber vhodného materiálu.
- Zdokonalovanie konštrukcných riešení a postupov
urcovania namáhania v jednotlivých miestach
konštrukcie. - Dodržiavanie technologických postupov výroby.
- Správna montáž.
- Správna prevádzka.
- Údržba a kontrola zariadenia alebo konštrukcie.
- Skúšky výrobkov priamo u výrobcu.
- Defektoskopia.
- Poucenie sa z chýb minulosti.
16Použitá literatúra
- 1 Puškár, A. Mikroplastickost a porušenie
kovových materiálov, VEDA, Bratislava, 1986, s.
16 18 - 2 Trebuna F., Bigoš P. Intenzifikácia
technickej spôsobilosti tažkých ocelových
konštrukcií, Vienala, Košice 1998 - 3 http//ime.fme.vutbr.cz/vyukals.html
- 4 Molliková, E.-Kaláb, P.-Stránský,
L.-Sedlácek, J. Zkouška rázem v ohybu - 5 Hadzima, B. Druhy korózneho napadnutia,
prednášky k predmetu Korózia a povrchové úpravy - 6 http//en.wikipedia.org/wiki/Versailles_rail_a
ccident - 7 Veles, P. Mechanické vlastnosti a skúšanie
kovov, Bratislava, 1989
17Dakujem za pozornost