Bruch

Ein Bruch ist die (lokale) Trennung eines Gegenstands oder Materials in zwei, oder mehr, Stücke unter der Handlung der Betonung.

Der Wortbruch wird häufig auf Knochen von lebenden Wesen (d. h. ein Knochen-Bruch), oder zu Kristallen oder kristallenen Materialien, wie Edelsteine oder Metall angewandt. Manchmal, in kristallenen Materialien, zerbrechen individuelle Kristalle ohne den Körper, der sich wirklich in zwei oder mehr Stücke trennt. Je nachdem die Substanz, die, ein Bruch zerbrochen wird, Kraft (die meisten Substanzen) reduziert oder Übertragung des Lichtes (optische Kristalle) hemmt.

Einem ausführlichen Verstehen dessen, wie Bruch in Materialien vorkommt, kann durch die Studie der Bruch-Mechanik geholfen werden.

Ein Bruch ist auch der Begriff, der für ein besonderes Maske-Datenvorbereitungsverfahren innerhalb des Bereichs des einheitlichen Stromkreis-Designs gebraucht ist, das umstellende komplizierte Vielecke in einfachere Gestalten wie Trapezoide und Rechtecke einschließt.

Bruch-Kraft

1. Äußerste Zugbelastung

2. Ertrag-Kraft

3. Proportionale Grenze-Betonung

4. Bruch

5. Ausgleich-Beanspruchung (normalerweise 0.2 %)]]

Bruch-Kraft, auch bekannt als Bruchfestigkeit, sind die Betonung, an der ein Muster über Bruch scheitert. Das wird gewöhnlich für ein gegebenes Muster durch einen dehnbaren Test bestimmt, der die Betonungsbeanspruchungskurve plant (sieh Image). Der registrierte Endpunkt ist die Bruch-Kraft.

Hämmerbare Materialien haben eine Bruch-Kraft tiefer als die äußerste Zugbelastung (UTS), wohingegen in spröden Materialien die Bruch-Kraft zum UTS gleichwertig ist. Wenn ein hämmerbares Material seine äußerste Zugbelastung in einer lastkontrollierten Situation erreicht, wird es fortsetzen, ohne zusätzliche Lastanwendung zu deformieren, bis es zerspringt. Jedoch, wenn das Laden Versetzungskontrolliert wird, kann die Deformierung des Materials die Last erleichtern, Bruch verhindernd.

Wenn die Betonungsbeanspruchungskurve in Bezug auf wahre Betonung und wahre Beanspruchung geplant wird, wird sich die Kurve immer aufwärts neigen und nie umkehren, weil wahre Betonung für die Abnahme in der Querschnittsfläche korrigiert wird. Die wahre Betonung auf dem Material zur Zeit des Bruchs ist als die Bruchfestigkeit bekannt. Das ist die maximale Betonung auf der wahren Betonungsbeanspruchungskurve, die durch den Punkt 3 auf der Kurve B gegeben ist.

Typen

Spröder Bruch

In sprödem Bruch findet keine offenbare Plastikdeformierung vor Bruch statt. In spröden kristallenen Materialien kann Bruch bei der Spaltung als das Ergebnis der dehnbaren Betonung vorkommen, die normal zu crystallographic Flugzeugen mit dem niedrigen Abbinden (Spaltungsflugzeuge) handelt. In amorphen Festkörpern, im Vergleich, läuft der Mangel an einer kristallenen Struktur auf einen Conchoidal-Bruch mit Spalten hinaus, die normal zur angewandten Spannung weitergehen.

Die theoretische Kraft eines kristallenen Materials ist (grob)

:

wo: -

: ist das Modul des Jungen des Materials,

: ist die Oberflächenenergie und

der

: ist die Gleichgewicht-Entfernung zwischen Atomzentren.

Andererseits führt eine Spalte eine durch modellierte Betonungskonzentration ein

: (Für scharfe Spalten)

wo: -

: ist die ladende Betonung,

: ist Hälfte der Länge der Spalte und

des

: ist der Radius der Krümmung am Sprungtipp.

Diese zwei Gleichungen zusammenstellend, bekommen wir

:

Nah schauend, können wir sehen, dass scharfe Spalten (kleine) und große (große) Defekte beide die Bruch-Kraft des Materials senken.

Kürzlich haben Wissenschaftler Überschallbruch, das Phänomen der Sprungbewegung schneller entdeckt als die Geschwindigkeit des Tons in einem Material. Dieses Phänomen wurde kürzlich auch durch das Experiment des Bruchs in gummiähnlichen Materialien nachgeprüft.

Hämmerbarer Bruch

In hämmerbarem Bruch findet umfassende Plastikdeformierung (Liebelei) vor Bruch statt. Die Begriffe Bruch oder hämmerbarer Bruch beschreiben den äußersten Misserfolg von zähen hämmerbaren in der Spannung geladenen Materialien. Anstatt des Knackens reißt das Material "," auseinander, allgemein eine raue Oberfläche verlassend. In diesem Fall gibt es langsame Fortpflanzung und eine Absorption einer großen Betrag-Energie vor Bruch.

Viele hämmerbare Metalle, besonders Materialien mit der hohen Reinheit, können sehr große Deformierung von 50-100 % oder mehr Beanspruchung vor Bruch unter der günstigen ladenden Bedingung und Umweltbedingung stützen. Die Beanspruchung, an der der Bruch geschieht, wird von der Reinheit der Materialien kontrolliert. Bei der Raumtemperatur kann reines Eisen Deformierungsbeanspruchung von bis zu 100 % vor dem Brechen erleben, während Gusseisen oder hoher Flussstahl 3 % der Beanspruchung kaum stützen können.

Weil hämmerbarer Bruch einen hohen Grad der Plastikdeformierung, das Bruch-Verhalten einer sich fortpflanzenden Spalte, wie modelliert, über Änderungen im Wesentlichen einschließt. Etwas von der Energie von Betonungskonzentrationen an den Sprungtipps wird durch die Plastikdeformierung zerstreut, bevor sich die Spalte wirklich fortpflanzt.

Die grundlegenden Schritte sind: Leere Bildung, leere Fusion (auch bekannt als Sprungbildung), Sprungfortpflanzung und Misserfolg, häufig auf eine Tasse-Und-Kegel hinauslaufend, haben Misserfolg-Oberfläche gestaltet.

Sprungtrennungsweisen

Es gibt drei Weisen, eine Kraft anzuwenden, um einer Spalte zu ermöglichen, sich fortzupflanzen:

  • Weise krache ich - Öffnende Weise (eine dehnbare Betonung, die zum Flugzeug der Spalte normal ist)
  • Spalte des Verfahrens II - Gleitende Weise (eine Scherspannung, die Parallele zum Flugzeug der Spalte und Senkrechte zur Sprungvorderseite handelt)
  • Spalte des Verfahrens III - Reißende Weise (eine Scherspannung, die Parallele zum Flugzeug der Spalte und Parallele zur Sprungvorderseite handelt)

Für mehr Information, sieh Bruch-Mechanik.

Sprungeinleitung und Fortpflanzung begleiten Bruch. Die Weise, durch die sich die Spalte durch das Material fortpflanzt, gibt große Scharfsinnigkeit in die Weise des Bruchs. In hämmerbaren Materialien (hämmerbarer Bruch) bewegt sich die Spalte langsam und wird durch einen großen Betrag der Plastikdeformierung begleitet. Die Spalte wird sich gewöhnlich nicht ausstrecken, wenn eine vergrößerte Betonung nicht angewandt wird. Andererseits, im Umgang mit sprödem Bruch, Sprungausbreitung sehr schnell mit wenig oder keiner Plastikdeformierung. Die Spalten, die sich in einem spröden Material fortpflanzen, werden fortsetzen, zu wachsen und im Umfang zuzunehmen, sobald sie begonnen werden. Ein anderer wichtiger Manierismus der Sprungfortpflanzung ist der Weg, auf den die zunehmende Spalte durch das Material reist. Eine Spalte, die die Körner innerhalb des Materials durchführt, erlebt Transgranular-Bruch. Jedoch wird eine Spalte, die sich entlang den Korn-Grenzen fortpflanzt, ein zwischengranulierter Bruch genannt.

Siehe auch

  • Knochen-Bruch
  • Spröde-hämmerbare Übergangszone
  • Umweltbelastungsbruch
  • Bruch-Mechanik
  • Bruch (Mineralogie)
  • Bruch (Geologie)
  • Bruch-Schwierigkeit
  • Fractography
  • Forensische Technik
  • Forensische Material-Technik
  • Mikroleere Fusion
  • Bruch (Technik)
  • Strukturmisserfolg
  • Maske-Datenvorbereitung (ein Teil des einheitlichen Stromkreis-Designs)

Referenzen

Weiterführende Literatur

  • Dieter, G. E. (1988) Mechanische internationale Metallurgie-Standardbuchnummer 0-07-100406-8
  • A. Garcimartin, A. Guarino, L. Bellon und S. Cilberto (1997) "Statistische Eigenschaften von Bruch-Vorgängern". Physische Rezensionsbriefe, 79, 3202 (1997)
  • Callister, II. William D. (2002) Material-Wissenschaft und Technik: Eine Einführung. Internationale Standardbuchnummer 0-471-13576-3
  • Peter Rhys Lewis, Colin Gagg, Ken Reynolds, CRC Presse (2004), forensische Material-Technik: Fallstudien.

Links

  • Webversetzungen an
http://www.jwave.vt.edu/crcd/farkas/lectures/Fract1/tsld006.htm
  • Virtuelles Museum von erfolglosen Produkten an
http://materials.open.ac.uk/mem/index.html

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