Mechanical Metallurgy : Response of metals to forces or loads

Benzer belgeler
Bölüm 6: Mekanik Özellikler

Last week, we: Defined stress and strain Defined elastic properties. Learned stress strain relations for uniaxial case

MSE 321 MECHANICAL BEHAVIOUR OF MATERIALS

KRİSTAL YAPILARI VE KRİSTAL GEOMETRİLERİ

Kristal Yapılar KONU BAŞLIKLARI... Katılarda atomlar nasıl dizilirler? (mühendislik malzemelerindeki dizilişler)

Torsion(Moment along the longitudinal axis)

MAJOR QSB STEEL and APPLICATIONS

TANITIM ve BAŞLANGIÇ

KOMPOZİTLERDE AKMA VE KIRILMA TEORİLERİ Strength Failure Theories of an Angle Lamina

Hafta #2 Pasif ve Aktif Elemanların Seçimi «Dirençler» ELMU4087 ENDÜSTRİYEL ELEKTRONİK

Bölüm 3: Kristal Yapılı Katılar

Artık Online --- CINDAS Thermophysical Properties of Matter Database (TPMD) (Hallerin Termofiziksel Nitelikleri Veritabanı) Arayüz Özellikleri

MUKAVEMET NORMAL KUVVET Normal kuvvet etkisindeki bir çubukta Stresses, strains and deformations

DOKUZ EYLUL UNIVERSITY FACULTY OF ENGINEERING OFFICE OF THE DEAN COURSE / MODULE / BLOCK DETAILS ACADEMIC YEAR / SEMESTER. Course Code: MAK 2029

MALZEME SEÇİMİNDE EKONOMİK ÖZELİKLER PROF. DR. MUHARREM YILMAZ

1 TRONA METAL Sümer Mahallesi 29/11 Sk.N.1 Zeytinburnu İstanbul/TURKEY. Her hakkı saklıdır

T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ AŞIRI PLASTİK DEFORMASYON METOTLARININ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

HAKKIMIZDA. About Us KALİTE & MÜKEMMELLİK

1 I S L U Y G U L A M A L I İ K T İ S A T _ U Y G U L A M A ( 5 ) _ 3 0 K a s ı m

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

PHASE DIAGRAMS. IE-114 Materials Science and General Chemistry Lecture-10

Problem B. Beton duvar (perde) Beton. E = ksi, Poisson oranı = 0.2. Yapılacaklar

Konsantre Cevher Analizleri / Ore Grade Analysis

FATİH SULTAN MEHMET VAKIF ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DERS BİLGİLERİ

COMPOSITES sokak no: 44 Kısıkköy Sanayi Sitesi Arkası Menderes/ Izmir Telefon: info@prokomcomposites.com info@prokomcarbon.

Arch Dams. Prof. Dr. Recep YURTAL (Ç.Ü.) Translated from the slides of. by his kind courtesy. ercan kahya

Ege Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Kontrol Sistemleri II Dersi Grup Adı: Sıvı Seviye Kontrol Deneyi.../..

Makine Mühendisliği Bölümü Department of Mechanical Engineering MAK 303 MAKİNE TASARIMI I ME 303 MACHINE DESIGN I

HSS High Speed Steel SAW BLADES DAİRESEL TESTERELER

Ölü ve hareketli yük toplamına göre moment diyagramını çiziniz ve aşağıya doğru maksimum yer değiştirmeyi hesaplayınız.

WEEK 4 BLM323 NUMERIC ANALYSIS. Okt. Yasin ORTAKCI.

4. HAFTA BLM323 SAYISAL ANALİZ. Okt. Yasin ORTAKCI.

WEEK 11 CME323 NUMERIC ANALYSIS. Lect. Yasin ORTAKCI.

Segmentli Daire Testereler. Segmental Circular Cold Saw Blades

İKİ BOYUTLU RASGELE DAĞILI E-CAM LİFİ/POLYESTER MATRİS KOMPOZİTLERDE YÜKLEME HIZININ MUKAVEMET ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

A. Uluslararası hakemli dergilerde yayımlanan makaleler :

Yapõlacaklar : DL + LL + PRESTRESS yükleme kombinasyonu için moment diagramõnõ belirleyiniz.

HAKKIMIZDA. About Us. Yıldız Pompa with having almost 40 years experience, supplying the industry gear pump requirements.

Problem F. Hidrostatik Basınca Maruz Duvar. Beton. E = 3600 ksi, Poisson oranı = 0.2. Sınır Şartları

24kV,630A Outdoor Switch Disconnector with Arc Quenching Chamber (ELBI) IEC IEC IEC 60129

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ/MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ/MEKANİK ANABİLİM DALI

DOKUZ EYLUL UNIVERSITY FACULTY OF ENGINEERING OFFICE OF THE DEAN COURSE / MODULE / BLOCK DETAILS ACADEMIC YEAR / SEMESTER. Course Code: MMM 4039

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ/MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ/MEKANİK ANABİLİM DALI

FLEXIBLE AIR DUCT PRODUCTION LINE

Optimizasyon Teknikleri

DL + LL + PRESTRES yükleme kombinezonu için moment diyagramını belirleyiniz. 4 parçaya ve 30 parçaya bölerek karşılaştırma yapınız.

Chapter 15: Metal Şekillendirmenin Temelleri. DeGarmo s Materials and Processes in Manufacturing

2

AR-GE LABORATUVARLARI FAALİYET FORMU (2014 YILI)

Problem X. Kafes Kirişli Köprü. Çelik. E = ksi Poisson oranı = 0.3 Tüm elemanlar W6X12 Fy = 36 ksi. Betonarme Köprü Tabliyesi

Eco 338 Economic Policy Week 4 Fiscal Policy- I. Prof. Dr. Murat Yulek Istanbul Ticaret University

İTÜ DERS KATALOG FORMU (COURSE CATALOGUE FORM)

DOKUZ EYLUL UNIVERSITY FACULTY OF ENGINEERING OFFICE OF THE DEAN COURSE / MODULE / BLOCK DETAILS ACADEMIC YEAR / SEMESTER. Course Code: MMM 4027

LİSTE /LIST DKMB YETERLİLİK DENEY VE KALİBRASYON PROGRAMI DKMB PROFICIENCY TEST AND CALIBRATION PROGRAM. Deney Metodu Test Method

Metalurji ve Malzeme Mühendisliği. Giriş

İTÜ DERS KATALOG FORMU (COURSE CATALOGUE FORM)

Örnek 1 (Virtüel iş çözümü için; Bakınız : Ders Notu Sayfa 23 - Örnek 4)

Argumentative Essay Nasıl Yazılır?

Döküm. Prof. Dr. Akgün ALSARAN

AĞAÇ İŞLERİ SEKTÖRÜNE YÖNELİK HORTUMLAR HOSES FOR THE WOODWORKING INDUSTRIES

Materials Science & Technology

İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) AKTS Kredisi (ECTS Credits)

INVESTIGATION OF SHEAR BEHAVIOR OF REINFORCED CONCRETE BEAMS UNDER SIMPLE AND FIXED SUPPORT CONDITIONS

İÇİNDEKİLER : CONTENTS :

DOKUZ EYLUL UNIVERSITY FACULTY OF ENGINEERING OFFICE OF THE DEAN COURSE / MODULE / BLOCK DETAILS ACADEMIC YEAR / SEMESTER. Course Code: MME 4713

1.0 klf Ölü Yük (Çelik çerçeve elemanlarının zati ağırlığı dahil değil.) 0.5 klf Hareketli Yük

6.1. Yüksek Lisans Tezleri 6.2. Doktora Tezleri. 7. Yayınlar

1 TOUCH-OPERATED DRYWALL ACCESS PANEL

Her bir şeride eş zamanlı olarak uygulanan HS20-44 kamyon yükü ve HS20-44L şerit yükünden en elverişsiz olanı için kontrol yapınız.

SERAMIK MALZEMELER Y R D. D O Ç. D R. H Ü L Y A K A F T E L E N

Unlike analytical solutions, numerical methods have an error range. In addition to this

1. YARIYIL / SEMESTER 1

Diyaframlar kendi düzlemlerinde rijittir Kolon temelleri ankastredir 250 pound 'luk adamın kütlesini kip-sec^2/in olarak alınız.

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl. Yüksek Lisans-Tezli İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ/MAKİNE FAKÜLTESİ 1969

A ve B düğüm noktalarında X yönündeki yer değiştirmeleri ve mesnet reaksiyonlarını bulunuz.

İÇİNDEKİLER : CONTENTS :

FUR-FUS çerçeve montaj dübeli

Kafes Sistemler Turesses

Mukavemet. Betonarme Yapılar. İç Kuvvet Diyagramları. Dr. Haluk Sesigür İ.T.Ü. Mimarlık Fakültesi Yapı ve Deprem Mühendisliği

Tekirdağ&Ziraat&Fakültesi&Dergisi&

Arýza Giderme. Troubleshooting

TiC-Co Esaslı Çizici Kalem Karakterizasyonu

YMD ¾ " POMPA HIGH PRESSURE PUMP

Sekil 1 de plani verilen radye temelin statik analizini yaparak, isletme yükleri için S11 gerilme konturunu çizdiriniz.

g Na2HPO4.12H2O alınır, 500mL lik balonjojede hacim tamamlanır.

Kaynak, döküm ve plastik şekil verme gibi üretim aşamalarında meydana gelen hataları kavrayabilme.

PERFORMANS ESASLI DEPREM MÜHENDİSLİĞİNDE TEMEL KAVRAMLAR

YMD ¾ " POMPA HIGH PRESSURE PUMP

BURST FAILURE OF BASALT FIBER REINFORCED FILAMENT WOUND PIPE

BBM Discrete Structures: Midterm 2 Date: , Time: 16:00-17:30. Question: Total Points: Score:

matris: a (Mo) (sünek) woven fibers cross section view fiber: g (Ni 3 Al) (kırılgan)

KaradenizTeknikÜniversitesi MF

matris: a (Mo) (sünek) woven fibers cross section view fiber: g (Ni 3 Al) (kırılgan)

Ek 7: Ders Tanımlama Formu DERS TANIMLAMA FORMU MEM 311 MALZEMELERİN MEKANİK DAVRANIŞI. Güz

Reinforced Concrete Structures

SAVUNMA SANAYİNDE KULLANILAN PASLANMAZ ÇELİKLERİN İŞLENEBİLİRLİKERİNİN İNCELENMESİ

FIRAT ÜNĐ. MÜHENDĐSLĐK FAK. ĐNŞAAT MÜH. BÖLÜMÜ Güz ĐMÜ-413 Bilgisayar Destekli Boyutlandırma Arasınav (13 Kasım 2009) No: Adı Soyadı: Đmza:

Dersin Kodu Dersin Adı Dersin Türü Yıl Yarıyıl AKTS ATELYE EĞİTİMİ 1 Zorunlu 1 1 2

YÜKSEK BASINÇ POMPALARI / HIGH PRESSURE PUMPS

Zest. : Shower Unit (Flat) Kompakt Duş Ünitesi (Flat) Description Tan m. : 90x90. Size / Ebat (cm) : 2.5. Depth / Derinlik (cm) Weight / A rl k (kg)

Transkript:

Mechanical Metallurgy : Response of metals to forces or loads Mechanical assessment of Materials Structural materials Machine, aircraft, ship, car etc We need to know limiting values of which materials in service can withstand without failure. Forming of metals into useful shapes Forging, rolling, extrusion, drawing, machining, etc We need to know conditions of load and temperature to minimize the forces that are needed to deform metal without failure. What is failure?

Strength of materials Strength of materials deals with relationships between external loads which act on some part of a body (member) in equilibrium. internal resisting forces deformation In equilibrium condition, if there are external forces acting on the member, there will be internal forces resisting the action of the external forces. The internal resisting forces are usually expressed by the stress acting over a certain area, so that the internal force is the integral of the stress times the differential area over which it acts.

Basic Assumptions Continuous: Homogeneous: Isotropic: No voids or empty spaces. Has identical properties at all points. Has similar properties in all directions or orientation. Microscopic scale, metals are made up of an aggregate of crystal grains having different properties in different crystallographic directions. However, these crystal grains are very small, and therefore the properties are homogenous in the micrometers macroscopic scale. Macroscopic scale, engineering materials such as steel, cast iron, aluminum seems to be continuous, homogeneous and isotropic.

Stress - Strain (Average strain) (Average stress, Pa, MPa) True strain : True stress :

Bonding Forces and Energies

Elastik Modulus Elastic modulus depends on the microstructure and interatomic bonding forces. Modulus of Elasticity Values for Several Metals at Various CrystallographicOrientations (GPa) Metal [100] [110] [111] Aluminum 63.7 72.6 76.1 Copper 66.7 130.3 191.1 Iron 125.0 210.5 272.7 Tungsten 384.6 384.6 384.6 Copper

Elastik Modulus Hooke s Law : Measuring Young s modulus: F = k x ; k: spring constant E : modulus of elasticity or Young s modulus. E is resistance of a material to elastic deformation. E is a material property. (Pa, GPa) Ceramics, glasses,: (GPa) Melting Temp. (C) Diamond (C) 1000 Tungsten Carbide (WC) 450-650 2870 Silicon Carbide (SiC) 450 Aluminum Oxide (Al 2 O 3 ) 390 2072 Berylium Oxide (BeO) 380 Magnesium Oxide (MgO) 250 Zirconium Oxide (ZrO) 160-241 Mullite (Al 6 Si 2 O 13 ) 145 Silicon (Si) 107 Silica glass (SiO 2 ) 94 Soda-lime glass (Na 2 O - SiO 2 ) 69 Metals: Tungsten (W) 406 3400 Chromium (Cr) 289 1860 Berylium (Be) 200-289 Nickel (Ni) 214 Iron (Fe) 196 1536 Low Alloy Steels 200-207 Stainless Steels 190-200 Cast Irons 170-190 Copper (Cu) 124 1084 Titanium (Ti) 116 Brasses and Bronzes 103 124 Aluminum (Al) 69 660 Acoustic methods, Resonant Frequency Method Polymers: Polyimides 3-5 Polyesters 1-5 Nylon 2-4 Polystryene 3-3.4 Polyethylene 0.2-0.7 Rubbers 0.01-0.1

Young s Moduli: Comparison E(GPa) 10 9 Pa 1200 10 00 800 600 400 2 00 10 0 80 60 40 2 0 10 8 6 4 2 Metals Alloys Tungsten Molybdenum Steel, Ni Tantalum Platinum Cu alloys Zinc, Ti Silver, Gold Aluminum Magnesium, Tin Graphite Ceramics Semicond Diamond Si carbide Al oxide Si nitride <111> Si crystal <100> Glass - soda Concrete G raphite Polymers Polyester PET PS PC Composites /fibers Carbon fibers only C FRE( fibers)* A ramid fibers only A FRE( fibers)* Glass fibers only G FRE( fibers)* GFRE* CFRE * G FRE( fibers)* C FRE( fibers) * AFRE( fibers) * Epoxy only Based on data in Table B2, Callister 7e. Composite data based on reinforced epoxy with 60 vol% of aligned carbon (CFRE), aramid (AFRE), or glass (GFRE) fibers. 1 0.8 0.6 0.4 PP HDP E PTF E Wood( grain) 0.2 LDPE

Deformations Under Axial Loading From Hooke s Law: E E P AE From the definition of strain: L Equating and solving for the deformation, PL AE With variations in loading, cross-section or material properties, PL i i i AE i i

Resonant Frequency Method (Hooke s Law) l A (m: mass) In our lab we use resonant frequency method in flexure (bending) mod.

Resilience, U r Ability of a material to store energy elastically U r 0 y d Energy per unit volume If we assume a linear stress-strain curve this simplifies to Schematic representation showing how modulus of resilience (corresponding to the shaded area) is determined from the tensile stress-strain behavior of a material. U r @ 1 2 y y Adapted from Fig. 6.15, Callister 7e.

Resilience, U r Comparison of stress-strain curves for high and low resilient materials.

Example: A bar of a material with Young s modulus, E, length, L, and cross sectional area, A, is subjected to an axial load, P. Derive an expression for strain energy stored in the bar assuming linear elastic deformation. Solution 1: Energy stored per unit volume. Multiply by volume, AxL Replace = /E Notice =P/A Solution 2: Energy stored in a spring: Remember:

Multi axial stress

Multi axial stress Notice : magnitude of stress is negative

Multi axial stress Pressurized tank (photo courtesy P.M. Anderson) q > 0 z > 0

Multi axial stress

Multi axial stress

Multi axial stress

Plane Stress

Multiaxial Stress-Strain Nominal tensile strain Nominal lateral strain Poisson s ratio : Engineering shear strain for small strains G: Shear modulus, Pa, GPa

Poisson s Ratio In an isotropic material, ε x is equal to ε y. The value of n for two extreme cases: (1) when the volume remains constant the initial and final volumes, V 0 and V, are equal V = V 0 [(1 + ε x) (1 + ε z) (1 + ε z)] Neglecting the cross products of the strains, because they are orders of magnitude smaller than the strains themselves V = V 0 [1 + ε x + ε y + ε z] Since V=V 0, ε x + ε y + ε z= 0 For constant volume deformation.

Poisson s Ratio For the isotropic case, the two lateral contractions are the same (ε x =ε y ). Hence, 2ε x = - ε z Remember n = 0.5 For constant volume deformation. (2) when there is no lateral contraction n = 0 Teorik sınırlar

Multiaxial Stress-Strain

Elastic Constants For an isotropic material two elastic constant are required and enough to define elastic behaviour Hydrostatic or mean stress Volumetric strain (D=DV/ V 0 ) D = Bulk modulus