חיפוש חדש  חזור
מידע אישי לתלמיד

שנה"ל תשע"ט

  התנהגות מכנית של חומרים
  Mechanical Behavior of Materials                                                                     
0581-3181-02
הנדסה | תואר שני - מדע והנדסת חומרים
סמ'  ב'1600-1700001כלכלהתרגיל מר דסקלו מתן
סילבוס מפורט

הנדסה | תואר שני - מדע והנדסת חומרים
0581-3181-02 התנהגות מכנית של חומרים
Mechanical Behavior of Materials
שנה"ל תשע"ט | סמ'  ב' | מר דסקלו מתן

666סילבוס מפורט/דף מידע

התנהגות מכנית של חומרים 0581-3181

 

מרצה הקורס: פרופ' אילן גולדפרב

 

 

נושאי הקורס

הקורס עוסק בקשר בין תכונות מכניות של חומרים והתנהגותם המכנית למיקרומבנה שלהם: מנגנוני חיזוק, זחילה, התעייפות, ויסקואלסטיות, ויסודות תורת הנקעים.  הדגש בקורס הוא על פרק הנקעים, שהוא הנרחב ביותר בקורס.

 

1. סקירת מנגנוני חיזוק שונים, כגון הקשיית המסה, הקשיית מתבדלים, הקשיית עיבורים, וכו׳.

2. זחילה: הגדרת הבעיה ומערכות אופייניות הנמצאות בסכנת זחילה, כגון מנועי סילון, טורבינות, מיכלי לחץ, וכו׳.  מנגנוני זחילה – זרימה צמיגה ודיפוזיונית, וזרימה פלסטית באמצעות נקעים.  זחילה דיפוזיונית במנגנון הרינג-נאבארו.  תיאור מתמטי של זחילה ראשונית, שניונית, ושלישונית.  השפעת טמפרטורה ומאמץ.  השפעת המיקרומבנה וגורמים מטלורגיים.  שיטות למניעת זחילה ומיקרומבנה של נתכי-על המיועדים לעבודה בטמפרטורות גבוהות.  ניסויי זחילה ושיטות אקסטרפולציה (שרבי-דורן, לרסון-מילר, מונקמן-גרנט).  שחרור מאמצים בתנאיי זחילה.

3. התעייפות: עמיסה דינמית ומערכות טיפוסיות הנתונות לסכנת ההתעייפות.  דוגמאות היסטוריות לכשלי התעייפות.  מנגנוני התעייפות, נוקלאציית והתקדמות סדקי התעייפות, ותוואי פני שבר אופייניים לכשל התעייפות.  תיאור מתמטי של עמיסה מחזורית והגדרת פרמטרי התעייפות חשובים (מאמצים מינימליים ומכסימליים, מאמץ ממוצע, משרעת המאמץ, יחס המאמצים, וכו׳).  ניסויי התעייפות ודרכי הצגת הבעיה: עקומת S-N וגבול התעייפות, דיאגרמת הייג-סודרברג, דיאגרמות גרבר וסודרברג, וצורות שונות של הצגת דיאגרמת גודמן לפתרון בעיות התעייפות בדרך גראפית.  פתרונות אנליטיים וגרפיים לבעיות התעייפות. השפעת גורמים שונים על אורך חיים בהתעייפות.  שימוש ביסודות מכניקת השבר לחיזוי קצב התקדמות של סדקי התעייפות: קריטריון גריפיט, קצב שחרור האנרגיה, מקדם עוצמת המאמץ וחסינות השבר.   חוק פאריס להתקדמות סדק התעייפות ומציאת מספר מחזורים עד לשבר.  השפעת גורמים מטלורגיים וסביבתיים על אורך חיים בהתעייפות.

4.  ויסקואלסטיות: מודלים ראולוגיים (גוף מקסוול, גוף וויט-קלווין, גוף טורי-מקבילי מעורב), בליעה ושיכוך בגופים ויסקואלסטיים, דאיכה טבעית ושיכוך לוגריתמי, גורם איכות.  מודולוס רלקסציה בפולימרים, אפקט תרמו-אלסטי, אפקט שנק בגבישי bcc, ומנגנוני בליעה אחרים.  שיקולים ראולוגיים, מספר דבורה, וזמני רלקסציה.  זיכרון ויסקו-אלסטי, אלסטומרים, והשפעת מבנה הפולימר על תכונות מכניות.

5.  יסודות תורת הנקעים ודפורמציה פלסטית: חוזק תיאורטי של גבישים ו״המצאת הנקע״, סקירה היסטורית.  הגדרת נקע קצה ואנלוגיות, הגדרת רוחב הנקע ומאמץ פיירלס-נאבארו, היווצרות וריבוי נקעים, מקור פרנק-ריד.  הגדרת מעגל בורגרס והגדרת נקעי קצה, בורג, ומעורבים.  לולאות נקעים.  תנועה משמרת ולא משמרת.  הסכם הסימנים עבור נקעי קצה ובורג באמצעות חוק יד ימין (RH/SF) גורמים.  קווי ופסי החלקה.  מאמץ גזירה מופרד וחוק שמיד.  מערכות החלקה, החלקה קלה וקשה, קריטריון פון מיזס לחומר משיך, החלקה צולבת.  כניעה בגביש יחיד באמצעות פקטור שמיד, OILS לגבישים קוביים, והשלכה סטראוגרפית.  משולשי מאמץ.  סיבוב מישורי הסריג במהלך הדפורמציה והשלכותיו על כניעת הגביש.  השלכות על התנהגות רב-גביש ומקדם טיילור.  נקעים במבנים צפופי-אריזה, פירוק לחלקיים של שוקלי, והיווצרות משגי הערמה.   אנרגיית משגה הערמה, פגמים משטחיים נוספים, ודפורמציה באמצעות תאומים – תאומי גידול ותאומי דפורמציה.  נקעים ניידים ונייחים – נקע פרנק, וחסמי לומר ולומר-קוטרל.  נקעים במבנים גבישיים אחרים.  טיפוס נקעים והיווצרות מדרגות (ג׳וגים וקינקים).  הקשר בין צפיפות נקעים לדפורמציה פלסטית (פיתוח משוואת לודוויק) ומשוואת טיילור-אורווון.  אנרגיות ושדות מאמצים ועיבורים סביב נקעי קצה ובורג תוך שימוש במכניקת הרצף.  מערכת תרמודינמית למציאת עבודה הנעשת עיי הנקעים.  כוחות על נקעים ומשוואות פיצ׳-קוהלר.  חישוב מאמץ סף להפעלת מקור פרנק-ריד.  כוחות בין נקעים וסידורם בקירות וסריגי טיילור.  אינטראקציות בין נקעים לפגמים נקודתיים.  הערמות נקעים על גבול גרעין ומציאת מאמץ פריצת הגבול.       

 

ספרים מומלצים:

  • Dieter G. E., Mechanical Metallurgy, 3rd edition, McGraw-Hill, NY, 1986.
  • Hosford , W. F., Mechanical Behavior of Materials, Fourth Edition, Cambridge University Press, N.Y., 2005.

 

מבנה הציון:

15% תרגילי בית (חובת הגשה של כל תרגילי הבית בקורס)

85% בחינה סופית

 

קורסי קדם: מבוא למדע והנדסת חומרים, מכניקת מוצקים.

להצהרת הנגישות


אוניברסיטת ת