Механічні випробування. - розділ Науковедение, Дисципліна входить до федерального компонент циклу загально-професійних дисциплін і є обов'язковою для вивчення Основні Механічні Випробування - Це визначення міцнісних.
Основні механічні випробування - це визначення міцності, тобто здатності витримувати зовнішні механічні навантаження без недопустимих змін початкових розмірів і форми. За характером прикладання навантаження випробування діляться на статичні, з плавним зростанням навантаження з необхідною швидкістю і динамічні, коли навантаження впливає у вигляді ривка, удару.
Під час статичного випробування визначають руйнівне напруження при розтягуванні, стисненні або вигині, межа плинності, відносне подовження при розриві і відносну деформацію при стисканні, модуль пружності і ін. При динамічних випробуваннях - ударну в'язкість і стійкість до вібрації. Визначаються твердість, гнучкість, пластичність.
Наступні типи випробувань:
на розтягнення пластмас, кераміки, цементу (двосторонні лопатки),
пластмас і шаруватих пластиків на стиск (призми, циліндри),
пластмас на розколювання,
плівок на розрив,
пластмас на статичний вигин (брусок лежить на двох опорах і навантажений в середині).
Ударна в'язкість пластмас по Шарпі і т.д. визначається за допомогою маятникових копрів. Проводять за допомогою важкого маятника з бойком. Після розлому зразка маятник піднімається до якоїсь точки. По різниці початкового положення і кінцевого знаходять енергію удару, витрачену на руйнування. Ударна в'язкість - відношення енергії удару до площі поперечного перерізу зразка.
Твердість визначається декількома способами:
Метод Брінелля - вдавлюється кулька при певному навантаженні. Чим більше діаметр відбитка - тим менше твердість. За значенням виміряного діаметра відбитка з використанням виразу визначається значення твердості по Бринелю.
Дещо інший спосіб реалізований в методі Роквелла. Тут виробляється вдавлення конусної голки (індентора) при певному навантаженні і за значенням зміщення индентора (це характеризує глибину), визначається твердість по Роквеллу.
Ще один популярний спосіб заснований на дряпання більш твердого матеріалу менш твердим. Тим самим визначається відносна твердість матеріалів. Порівняння з рядом еталонних матеріалів, яким присвоєні телефонні номери твердості по Моосу, (алмаз -10, корунд - 9, кварцит - 7, вапняк - 3 і т.д.) дозволяє отримати і кількісну характеристику.
Твердість плівок визначають маятникових методом - на плівку ставиться маятник, чим твердіше матеріал, тим довше маятник гойдається.
Крім вишеіздлженних, згадаємо методи визначення гнучкості - число перегинів тонкого матеріалу, що викликають його руйнування.
Методичні вказівки для студентів з дисципліни «Матеріалознавство»
При вивченні курсу студенти знайомляться з розділами: діелектрики, провідники, напівпровідники і магнітні матеріали. Вивчення теоретичної частини розділів супроводжується вирішенням завдань. Наведено приклад рішення задачі по розділу: діелектрики.
До діелектрика прямокутної форми розмірами a і b і висотою h докладено постійна напруга U = 1000 В. Напруга підводиться до протилежних гранях a і b, покритим шарами металу. Відомі розміри діелектрика: а = 200 мм, b = 100 мм, h = 2 мм, Питомий об'ємний опір і питомий поверхневий опір.
Потрібно визначити струм витоку, потужність втрат і питомі діелектричні втрати.
Рішення. Струм витоку протікає як через обсяг діелектрика, так і по поверхнях чотирьох бічних граней (через дві грані a і через дві грані b). Тому опір між електродами визначається паралельним з'єднанням об'ємного і поверхневого опорів. Об'ємне опір одно:
Поверхневе опорі одно:
Опір ізоляції одно:
Ця тема належить розділу:
канд техн наук доцент кафедри ЕІЕ. Навчально методичний комплекс з дисципліни Матеріалознавство складений відповідно до вимог Державного.
Що будемо робити з отриманим матеріалом:
Всі теми даного розділу:
МЕТА ТА ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ
1.1. Метою викладання дисципліни є вивчення властивостей і характеристик електротехнічних матеріалів, а також сфери їх застосування, зокрема, в електрови-ляціонному констр
діелектрики
Основні види поляризації діелектриків. Діелектрі-чна проникність газів, рідких і твердих діелектрі-ков. Температурний коефіцієнт діелектричної прони-кливість. Токи
напівпровідникові матеріали
Власні і домішкові напівпровідники. Основні і неосновні носії заряду вплив зовнішніх факторів на властивості напівпровідників. Оптичні і фотоелектрічес-кі явища в полупро
магнітні матеріали
Класифікація матеріалів за магнітними властивостями: Діамагнетик, парамагнетики, феромагнетики, антіферро-магнетики. Основні характеристики, області застосування. доменне стор
КОРОТКІ МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ
1. При вивченні розділів курсу рекомендується вести конспект, в якому необхідно вказати основні положе-ня досліджуваного матеріалу. 2. До завдань контрольної роботи слід
Основні типи матеріалів, що застосовуються в енергетиці і електротехніці, композиційні матеріали.
Діелектричні матеріали є основними видами електротехнічних матеріалів з якими доведеться зустрітися на практиці майбутнім інженерам-електрикам. Ці матеріали служать в ка
Роль матеріалів в сучасній техніці, зокрема в енергетиці.
Матеріали відіграють визначальну роль в технічному прогресі. Можна навести ще приклади з інших областей техніки. Ближчий приклад - ізолятори високовольтних ліній. історично першим
Характеристики композиційних матеріалів
Для початку введемо поняття узагальненої провідності. Виявляється питомі теплопровідність, електропровідність, діелектрична проникність, коефіцієнт дифузії є близькими характер
Основне рівняння електропровідності.
Здатність будь-яких матеріалів проводити електричний струм визначається наявністю зарядів в ньому і можливістю їх руху. Можна написати найбільш загальну формулу, для щільності струму j
Магнітна проникність і магнітні поля.
Перш ніж приступити до лекції хотілося б нагадати терміни та визначення.
Діелектрична проникність матеріалів.
Визначення цієї величини ви повинні пам'ятати ще зі школи. Давайте згадаємо. Якщо взяти плоский конденсатор в вакуумі, то заряд на кожній його пластині дорівнює (по модулю):
Механічні властивості матеріалів. Подовження, деформація, модуль пружності. Руйнують напруги при різних видах навантаження.
Теплофізичні характеристики матеріалів дуже важливі для практики. Дійсно, матеріали в різних енергетичних пристроях і установках працюють в різних температурних у
Поняття температури. Характерні температури (плавлення, кипіння, Кюрі, і т.п.) Температуростійкість матеріалів. Теплостійкість матеріалів.
Температура - це поняття, введене для характеристики енергії, якою володіють молекули речовини. З іншого боку, це фізична характеристика, яка відповідає рівновазі
Теплоємність, теплопровідність, температурні коефіцієнти матеріалів.
Теплоємність - це здатність накопичувати теплову енергію в матеріалі при його нагріванні
Загальні властивості конструкційних матеріалів.
Розробка конкретних вузлів і пристроїв ставить ряд загальних і специфічних завдань для використовуваних матеріалів. По-перше, вони повинні виконувати ті функції, які закладені в вихідні т
Матеріали для проводів. Мідь, алюміній.
З провідникових матеріалів з високою тепло- і електро- проводового самим чудовим матеріалом для проводів було б срібло. Його питомий опір при кімнатній температур
Матеріали для контактів.
Провідники в місці контакту відрізняються від провідників в обсязі проводів декількома обставинами їх функціонування. По - перше, неможливо зробити площу контакту т
Матеріали з малим температурним коефіцієнтом опору. Матеріали для термопар.
Повертаючись до температурного коефіцієнту для провідникових резистивних матеріалів слід згадати про існування матеріалів з практично нульовим температурним коефіцієнтом соп
Електропровідність напівпровідників і слабкопровідних матеріалів.
У будь-якому тілі при додатку напруги повинен протікати струм у відповідності з виразом, що визначає щільність струму
Металеві резистивні матеріали
З металевих матеріалів для резисторів найбільшого поширення набули матеріали на основі нікелю, хрому та заліза, т.зв ніхроми, і споріднені з ними матеріали на основі заліза, хрому і алюмінію
Графіт. Бетель
Другим за значенням резистивним матеріалом є графіт. Тут варто згадати, як зміна структури матеріалу веде до принципових змін характеристик. наприме
електропровідні полімери
Рис.7.1. Поведінка електропровідності композиту ЕКОМ при зміні вмісту
Матеріали з нелінійної провідністю. ОЦК, Сіліт, віліт.
Матеріали з нелінійної провідністю дуже важливі для енергетики. Справа в тому, що з їх допомогою придушуються паразитні хвилі перенапруг в лініях і на підстанціях. Уявіть собі
Особливості електропровідності для різних агрегатних станів.
Як вже зазначалося в лекції 2, здатність будь-яких матеріалів проводити електричний струм визначається наявністю зарядів в ньому і можливістю їх руху. Можна ще раз написати наибо
Провідність неоднорідних діелектриків.
Реальні електроізоляційні конструкції далеко не завжди складаються з однорідних діелектриків. Вони можуть містити композицію з різних діелектриків або просто мати межу розділу.
Діелектричні втрати.
Термін виник через те, що в ідеальному діелектрику енергія може тільки накопичуватися у вигляді W = e0Ee2 / 2, (на одиницю об'єму, см.8.1.), Але не губитися. В ре
Пробій твердих діелектриків. Електричний пробій. Тепловий пробій. Часткові розряди.
У попередньому розділі ми розглядали електропровідність діелектричних матеріалів під дією слабких електричних полів. У сильних електричних полях з'являються нові процеси,
Елементарні процеси в газі. Лавина, стример, лідер.
На відміну від слабких електричних полів, в сильних електричних полях, характерних для роботи електричної ізоляції виникають нові явища, пов'язані з іонізаційними процесами.
Газоподібні і рідкі діелектрики
10.1. Газоподібні діелектрики. 10.1.1. Основні характеристики. 10.1.2. Електронегативний гази, застосування в енергетиці. 10.2. Рідкі діелектрики. при
Основні характеристики.
Основні характеристики газів, як діелектриків, це діелектрична проникність, електропровідність, електрична міцність. Крім того, часто важливі теплофизические характери
Електронегативний гази, застосування газоподібних діелектриків.
Найбільше застосування з газів в енергетиці має повітря. Це пов'язано з дешевизною, загальнодоступністю повітря, простотою створення, обслуговування і ремонту повітряних електроізоляційні
Загальні властивості.
З електрофізичної точки зору найбільш важливими характеристиками рідин є діелектрична проникність, електропровідність і електрична міцність.
Використовувані й перспективні рідкі діелектрики.
Найбільш поширений в енергетиці рідкий діелектрик - це трансформаторне масло.
Загальні характеристики твердих діелектриків.
Тверді діелектрики - це надзвичайно широкий клас речовин, що містить речовини з радикально відрізняються електричними, теплофізичними, механічними властивостями. Наприклад, ді
Види діелектриків. Застосування твердих діелектриків в енергетиці.
Всі діелектричні матеріали можна розділити на групи, використовуючи різні принципи. Наприклад, розділити на неорганічні і органічні матеріали. неорганічні діелектрі
Властивості найбільш вживаних діелектриків.
11.3.1. Полімерні матеріали. Полімери, як правило, є хорошими діелектриками. Вони володіють низькими діелектричними втратами, високою питомою опору
Папір і картон.
Важливою перевагою цих матеріалів є те, що вони виробляються з відновлюваної сировини, а саме з деревної маси. Технологія приготування складається з варіння тріски і тирси в лужному раст
Слюдяні матеріали.
Слюда є основою великої групи електроізоляційних виробів. Головне достоїнство слюди - висока термостійкість поряд з досить високими електроізоляційними характеристи
Загальні характеристики магнітних матеріалів.
Магнітні властивості є у будь-яких матеріалів. Вони обумовлені реакцією матеріалу на магнітне поле. Як вже розглядалося в третій лекції, магнітну індукцію в будь-якому матеріалі м
Надпровідна кераміка.
13.1. Принцип надпровідності. Вплив магнітного поля Протікання струму в провідниках завжди пов'язане з втратами енергії, тобто з перехід
низькотемпературні надпровідники
Вище я вже зупинявся на деяких конкретних надпровідних матеріалах. В принципі властивість надпровідності характерно практично для всіх матеріалів. Тільки для самих елек
надпровідна кераміка
Наступним радикальним кроком у дослідженні надпровідності стала спроба знайти надпровідність в оксидних системах. Неясна ідея розробників полягала в тому, що в системах з
Природні фактори старіння
Тут можна виділити фізичні, хімічні, біологічні чинники. фіз
Корозія матеріалів.
Корозією матеріалу називаються хімічні перетворення матеріалу (перш за все ок
випробування матеріалів
15.1. Підготовка зразків і условійіспитанія. 15.2. Підтримка контроль условійіспитанія. 15.3. Електріческіеіспитанія. 15.3.1.Оп
Підготовка зразків і умови випробувань
Умовами навколишнього середовища при проведенні випробувань називають поєднання температури та відносної вологості повітря або температури і рідини, в яких знаходиться зразок.
Підтримка і контроль умов випробування.
При підготовці та проведенні випробувань потрібно дотримуватися певних значення температури середовища, в якій знаходиться зразок. Для цієї мети застосовують термостати (термокамери) або кріост
Визначення загальних і питомих опорів зразків.
Якщо до діелектрика прикласти постійну напругу, то по ньому буде протікати струм витоку. Постійна складова цього струму називається наскрізним струмом і може бути представлена в в
Мінімальна напруга, що викликає електричний пробій, називають пробивним напругою.
Від пробою, що супроводжується наскрізним розрядом, слід відрізняти поверхневий пробій, при якому розряд не проникає в глиб матеріалу, а поширюється по поверхні. стійкість матер
Визначення стійкості до зовнішніх електричних впливів.
Визначення дугостійкості електроізоляційних матеріалів. Під дугостійкості розуміють здатність діелектрика витримувати вплив електричної дуги без неприпустиме
Статична електризація - здатність матеріалів при певних умовах накопичувати заряди статичної електрики.
Електризація виникає при терті, розпиленні матеріалу, коронному розряді поблизу поверхні. При цьому підвищується пожежо- вибухонебезпечність виробництва. Антистатичні властивості, тобто знижену спо
Теплові випробування.
До термічним характеристикам відносяться: теплопровідність, температура розм'якшення і займання матеріалу, нагрево- і холодостійкість, стійкість до термоударам. теплоп
Вимоги до оформлення контрольної роботи
1. Контрольна робота виконується в окремому зошиті або на аркушах формату А4. На обкладинці вказують назву дисципліни, номер контрольної роботи, курс, прізвище, ім'я, по батькові та навчальний шифр студії
При проведенні лабораторних робіт
1. Перед виконанням лабораторних робіт студенти проходять обов'язковий інструктаж з техніки безпеки при проведенні робіт в електротехнічної лабораторії, про що робиться запис
Частина 1. Експериментальне визначення ВАХ котушки індуктивності із замкнутим магнітопроводом
1.1 Зібрати електричну схему (див. Рис.11.2). Перемикач котушки L2 встановити в положення 1 - із замкнутим магнітопроводом.
Автоматика, телемеханіка та зв'язок на залізничному транспорті (АТС)
1. Загальні відомості про будову речовини. Види зв'язків. Класифікація речовин по електричним властивостям на підставі зонної теорії твердого тіла. 2. Основні види поляризації
Для спеціальностей АТС і Енс
При вивченні діелектриків слід розглянути залежність терміну служби і процесу старіння ізоляції електричних машин, трансформаторів і конденсаторів від максимальної робочої температури (правило