Materialers styrke

Question 1

Spørsmål

Answer 1

Svar

Question 2

Hva er definisjonen av spenning i materialvitenskap?

Answer 2

Spenning er den indre kraften per enhetsareal i materialer som oppstår fra eksternt påførte krefter.

Question 3

Hva er formelen for å beregne spenning?

Answer 3

Spenning (σ) = Kraft (F) delt på Areal (A)

Question 4

Hva er tøyning i konteksten av materialvitenskap?

Answer 4

Tøyning er et mål på deformasjon som representerer forskyvningen mellom partikler i materialet relativt til en referanselengde.

Question 5

Hvordan beregnes tøyning?

Answer 5

Tøyning (ε) = Endring i lengde (ΔL) delt på Opprinnelig lengde (L₀)

Question 6

Hva er Youngs modul?

Answer 6

Youngs modul (E) er et mål på stivheten til et materiale

Question 7

Oppgi formelen for Youngs modul.

Answer 7

E = Spenning (σ) delt på Tøyning (ε)

Question 8

Hva er forskjellen mellom strekk- og trykkspenning?

Answer 8

Strekkspenning strekker materialet (trekker fra hverandre), mens trykkspenning komprimerer materialet (presser sammen).

Question 9

Definer skjærspenning.

Answer 9

Skjærspenning er komponenten av spenning som er parallell med et tverrsnitt av materialet, som følge av krefter som får to sammenhengende deler av emnet til å gli relativt til hverandre.

Question 10

Hva er formelen for skjærspenning?

Answer 10

Skjærspenning (τ) = Skjærkraft (V) delt på Areal (A)

Question 11

Hva er Poissons forhold?

Answer 11

Poissons forhold (ν) er det negative forholdet mellom tverrgående og aksial tøyning, som indikerer hvor mye et materiale blir tynnere i tverrsnitt når det strekkes.

Question 12

Hva er det typiske området for Poissons forhold for de fleste materialer?

Answer 12

De fleste materialer har et Poissons forhold mellom 0 og 0,5

Question 13

Definer begrepet ‘Elastisk grense’ i materialvitenskap.

Answer 13

Den elastiske grensen er den maksimale spenningen et materiale kan tåle uten permanent deformasjon.

Question 14

Hva er forskjellen mellom elastisk og plastisk deformasjon?

Answer 14

Elastisk deformasjon er reversibel ved fjerning av belastning, mens plastisk deformasjon er permanent.

Question 15

Hva refererer ‘Flytegrense’ til?

Answer 15

Flytegrense er den spenningen hvor et materiale begynner å deformeres plastisk, og markerer slutten på elastisk oppførsel.

Question 16

Hva er betydningen av ‘Maksimal strekkfasthet’ (UTS)?

Answer 16

UTS er den maksimale spenningen et materiale kan tåle mens det strekkes før innsnevring oppstår.

Question 17

Forklar konseptet ‘Sikkerhetsfaktor’ (FoS).

Answer 17

Sikkerhetsfaktoren er et designkriterium som gir en sikkerhetsmargin mot usikre materialegenskaper og laster, beregnet som forholdet mellom maksimal styrke og tiltenkt belastning.

Question 18

Oppgi formelen for å beregne bøyingsspenning i en bjelke.

Answer 18

Bøyingsspenning (σ) = (Moment (M) × Avstand fra nøytralakse (y)) delt på Treghetsmoment (I). altså σ = M*y / I

Question 19

Hva er nøytralaksen i bjelketeori?

Answer 19

Nøytralaksen er en linje i tverrsnittet av en bjelke under bøyning hvor fibrene opplever null spenning.

Question 20

Definer begrepet ‘Treghetsmoment’ i konteksten av bjelkebøyning.

Answer 20

Treghetsmoment (I) er en geometrisk egenskap som måler fordelingen av tverrsnittsareal og påvirker bjelkens motstand mot bøyning.

Question 21

Hva er Hookes lov?

Answer 21

Hookes lov sier at, innenfor den elastiske grensen, er spenningen direkte proporsjonal med tøyningen, altså σ = E*ε.

Question 22

Forklar hva som menes med ‘Kryp’ i materialer.

Answer 22

Kryp er den langsomme, tidsavhengige deformasjonen av et materiale under konstant spenning, typisk forekommende ved høye temperaturer.

Question 23

Hva er ‘Utmatting’ i materialteknikk?

Answer 23

Utmatting er svekkelsen eller svikten av et materiale forårsaket av gjentatte påførte laster, som fører til initiering og propagasjon av sprekker.

Question 24

Definer ‘Knekking’ i søyler.

Answer 24

Knekking er den plutselige sideveis avbøyningen av en søyle under trykkbelastning, som fører til strukturell svikt.

Question 25

Hva er Eulers formel for kritisk knekkbelastning?

Answer 25

Kritisk belastning (Pcr) = (π² × Elastisitetsmodul (E) × Treghetsmoment (I)) delt på effektiv lengde i kvadrat (L_eff²), altså Pcr = (π² * E * I) / L_eff²

Question 26

Forklar begrepet 'Skjærmodul' eller 'Skjæringsmodul'.

Answer 26

Skjærmodul (G) er forholdet mellom skjærspenning og skjærtøyning, og måler et materiales respons på skjærbelastning. Formelen er G = τ / γ, hvor τ (tau) er skjærspenningen og γ (gamma) er skjærtøyningen.

Question 27

Hvordan er Youngs modul (E), skjærmodul (G) og Poissons forhold (ν) relatert?

Answer 27

Youngs modul (E), skjærmodul (G) og Poissons forhold (ν) er knyttet sammen for isotrope materialer gjennom formelen: E = 2G(1 + ν). Dette betyr at hvis du kjenner verdiene til to av disse elastiske konstantene, kan du beregne den tredje. For eksempel kan du beregne E hvis du kjenner G og ν, eller beregne G hvis du kjenner E og ν.

Question 28

Hva er 'Torsjon' i fasthetslære?

Answer 28

Torsjon er vridningen av et objekt på grunn av et påført dreiemoment, som resulterer i skjærspenning over tverrsnittet.

Question 29

Oppgi formelen for skjærspenning grunnet torsjon i en sirkulær aksel.

Answer 29

Skjærspenning (τ) = (Dreiemoment (T) × Radius (r)) delt på polart treghetsmoment (J), altså τ = T*r / J

Question 30

Hva er det polare treghetsmomentet for en solid sirkulær aksel?

Answer 30

J = (π × Diameter⁴) delt på 32

Question 31

Forklar 'Termisk spenning' i materialer.

Answer 31

Termisk spenning er spenning indusert i et materiale på grunn av en temperaturendring mens det er begrenset, som hindrer det i å utvide eller trekke seg sammen fritt.

Question 32

Hva er formelen for å beregne termisk spenning?

Answer 32

Termisk spenning (σ) = Elastisitetsmodul (E) × Termisk ekspansjonskoeffisient (α) × Temperaturendring (ΔT)

Question 33

Definer 'Resiliens' i materialvitenskap.

Answer 33

Resiliens er kapasiteten til et materiale til å absorbere energi når det deformeres elastisk og frigjøre den ved avlasting.

Question 34

Hva er 'Seighet' i konteksten av materialegenskaper?

Answer 34

Seighet er et materiales evne til å absorbere energi frem til brudd, og representerer både styrke og duktilitet.

Question 35

Forklar konseptet 'Spenning-konsentrasjon'.

Answer 35

Spenning-konsentrasjon er et sted i et objekt hvor spenningen er betydelig høyere på grunn av brå endringer i geometri som hull, hakk eller skarpe hjørner.

Question 36

Hva er et 'Spenning-tøyningsdiagram'?

Answer 36

En graf som viser forholdet mellom spenning og tøyning for et bestemt materiale under en strekkprøve.

Question 37

Hvilken informasjon kan man få fra et spenning-tøyningsdiagram?

Answer 37

Elastisk grense, flytegrense, maksimal strekkfasthet, bruddpunkt og Youngs modul.

Question 38

Definer 'Anisotropi' i materialer.

Answer 38

Anisotropi er den retningsavhengige karakteren av et materiales mekaniske egenskaper, betyr at egenskapene varierer basert på lastens retning.

Question 39

Hva er 'Isotropi' i materialvitenskap?

Answer 39

Isotropi er når et materiales egenskaper er identiske i alle retninger.

Question 40

Forklar 'Viskoelastisitet' i materialer.

Answer 40

Viskoelastisitet beskriver materialer som viser både viskøse og elastiske egenskaper når de deformeres.

Question 41

Hva er betydningen av 'Mohrs sirkel' i spenningsanalyse?

Answer 41

Mohrs sirkel er en grafisk metode for å bestemme hovedspenninger, maksimal skjærspenning og spenningstransformasjon i materialer.

Question 42

Oppgi formelen for å beregne hovedspenninger i en 2D spenningsstatus.

Answer 42

σ₁

Question 43

Hva er 'Tillatt spenning'?

Answer 43

Tillatt spenning er den maksimale spenningen som anses som sikker for et materiale under spesifikke laster, typisk med en sikkerhetsmargin.

Question 44

Definer 'Duktilitet' i materialer.

Answer 44

Duktilitet er evnen til et materiale til å gjennomgå betydelig plastisk deformasjon før brudd.

Question 45

Hva er 'Sprøhet'?

Answer 45

Sprøhet er tendensen til et materiale til å briste uten betydelig plastisk deformasjon.

Question 46

Forklar 'Hardhet' i konteksten av materialegenskaper.

Answer 46

Hardhet er et mål på et materiales motstand mot lokal plastisk deformasjon (f.eks. inndenting eller riper).

Question 47

Hva er 'Elastisk tøyningsenergi'?

Answer 47

Elastisk tøyningsenergi er energien lagret i et materiale på grunn av dets deformasjon innenfor den elastiske grensen.