Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
12
2.Konstrukcjelekkie–istota,rodzaje,realizacja
ModułsprężystościEjestzregułyniezmiennywprzypadkumałychzmianskładusto-
pu.ZnacznązmianęmodułuEpowodujądopierowiększedodatkipierwiastkastopowego,np.
lituwstopachaluminium.Wytrzymałośćpoprawiasiędziękistopowo-technicznymzabiegom
zodpowiedniąobróbkącieplną.Zwiększaniewytrzymałościmusibyćjednakżerozpatrywa-
newpowiązaniuzciągliwościąmateriału.Zewzględówbezpieczeństwaprzystatycznymob-
ciążeniuważnejest,aby
,imbardziejkruchymateriał,tymwiększyzastosowaćwspółczynnik
bezpieczeństwa,któryregulujeobciążeniewstosunkudoobciążalnościmateriału.Przyma-
teriałachkruchychpoddawanychnaprężeniomrozciągającymobciążeniewmaterialeopisuje
maksymalnenaprężeniegłówne.Wprzypadkumateriałówciągliwychobciążalnośćmateriału
charakteryzujeumownagranicaplastycznościRp
0,2(zob.9.3).Przytejsamejwytrzymałościna
rozciąganieRmmożnawięcdlabardziejciągliwegomateriałudopuścićwyższeobciążenie.
Domateriałówwykorzystywanychwkonstrukcjachlekkichzaliczasięmateriałyoma-
siewłaściwej(gęstości)ρ>4,5g/cm3itypowolekkiemateriałyomasiewłaściwejρ<4,5
g/cm3[81.Dotychpierwszychnależąstalekonstrukcyjne,wtymstalferrytyczno-austenityczna
typuDuplexoznaczniewęższejwytrzymałościnarozciąganiewporównaniuzkonwencjonalny-
mijednofazowymistalamiaustenitycznymiiferrytycznymi,stalferrytyczno-bainitycznazauste-
nitemszczątkowymtypuTRIP(TRansformationInducedPlasticity)owysokiejwytrzymałości(do
1300MPa)czystalaustenitycznawysokomanganowatypuTWIP(TWinningInducedPlasticity)
owysokiejwytrzymałości(800–1300MPa)ibardzodużejplastyczności(wydłużenie45–85%).
Dotypowolekkichmateriałówkonstrukcyjnychzaliczasięwysokowytrzymałestopyme-
talilekkich:aluminium,magnezu,tytanuiberylu,materiałykompozytowewzmacniane
główniewłóknamiwęglowymiiszklanymi,atakżearamidowymi,spienionemateriałyme-
Tabela2.1.Porównanieśrednichwartościwłaściwościwybranychmateriałówkonstrukcyjnychpoddanych
naprężeniurozciągającemu(wg[5])
Materiał
stosowany
wkonstrukcjach
lekkich
Stopystali
Stopyaluminium
Stopymagnezu
Stopytytanu
Stopyberylu
Lit
CFRP1)-UD4)
GFRP2)-UD
AFRP3)-UD
właściwa
(gęstość)
Masa
ścipodłuż-
sprężysto-
Moduł
nejE
narozciąga-
Wytrzyma-
nieR
łość
m
Objętość
właściwa
1/ρ
nośćwła-
Sztyw-
E/(g∙ρ)
ściwa
łośćwłaściwa
Wytrzyma-
R
m/(g∙ρ)
ρ
glcm3
GPa
MPa
cm3lg
km
km
7,85
2,70
1,75
4,50
1,85
0,53
210
70
45
110
245
12
700
400
300
1000
400
180
0,1274
0,3700
0,5750
0,2220
0,5400
1,8900
2675,16
2592,60
2586,07
2444,44
13243,24
22641,51
8,92
14,80
17,24
22,22
21,62
33,96
1,50
120
1700
0,6667
8155,88
115,53
2,25
39
1150
0,4444
1766,90
52,10
1,32
31
1250
0,7576
2393,97
96,53
Drewno
0,50
12
100
2,000
1)CFRP-kompozytzosnowąpolimerowąwzmacnianywłóknamiwęglowymi
2)GFRP-kompozytzosnowąpolimerowąwzmacnianywłóknamiszklanymi
3)AFRP-kompozytzosnowąpolimerowąwzmacnianywłóknamiaramidowymi
4)UD-jednokierunkowy(UniDirectional)
2400,00
20,00
