energjia (puna) goditëse-mekanika e shkatërrimit-i

ENERGJIA (PUNA) E GODITJES

2

• The Charpy Impact Test was invented by Georges Augustin Albert Charpy (1865-1945).

• The Charpy impact test continues to be used as an economical quality control method to determine the notch sensitivity and impact toughness of engineering materials.

Energjia (puna) goditëse e thyerjes-viskoziteti dinamik (shtalbësia) përcakton sjelljen e materialeve ndaj veprimit të ngarkesave goditëse. Prova realizohet me ndihmën e kampioneve me kanal që mundëson krijimin e gjendjes së sforcuar shumë aksiale në rrënjën e kanalit. Vlera e energjisë (punës) goditëse të thyerjes tregon sjelljen e materialit në pikëpamje të thyerjes plastike (të shtalbët-duktile) ose të brishtë (frazhile) në kondita të veprimit të ngarkesave goditëse. Prova shpesh kryhet në temperatura të ulëta sepse te disa materiale, temperatura në mënyrë sinjifikative ndikon në vlerat e energjisë goditëse të thyerjes.

Ngarkesat dinamike:

Izod Impact TestMeasures a materials toughness

•The Specimen is held vertically in a vice

•The notch on the specimen faces the pendulum

•The striking energy of the pendulum is 167 Joules

Pendulum

Vice

Specimen

Charpy Impact TestMeasures a materials toughness

•The Specimen is held horizontally – between two supports

•The notch on the specimen faces away from the pendulum

•The striking energy of the pendulum is 300 Joules

Pendulum

Support

Specimen

energjia (puna) goditese:

.......................... ......./1/

Shpeshherë në literaturë, energjia(puna) goditëse shprehet vetëm në J dhe shkurtesa për karakteristikën e energjisë (punës) goditës është (CVN-Charpy-V-Notch), por në këto raste është e domosdoshme të theksohet lloji dhe përmasat e mostrës.

P.sh.: CVN 20 J (ISO-V-5)

Mostrat (kampionet) për këtë provë kanë prerje tërthore katërkëndore, me kanal në mes (ose pa te), që goditet me lavjerrësin (çekanin) e Charpy-it.

Në fig. ne vazhdim janë prezantuar dy lloje të kampionëve të cilët më së shumti përdoren për përcaktimin e energjisë goditëse të thyerjes. Këto janë:

-kampioni me kanal „V“ me thellësi 2mm, i njohur me emrin ISO-V kampioni,

-kampioni me kanal „U“ me thellësi 3mm i njohur me emrin DVM kampioni.

Kampioni i vendosur në dy mbështetësa, ngarkohet-goditet në lakim me veprimin goditës të çekanit në mesin e distancës së tij, nga ana e kundërt e kanalit. Gjatë veprimit të goditjes kampioni çahet në rrënjën e kanalit dhe shkatërrohet ose eventualisht maja e çekanit e deformon kampionin duke e lakuar dhe pa e thyer.

Në raste kur nuk ekziston sasi e mjaftueshme e materialit për provë, atëhere shfrytëzohen kampione me dimenzione më të vogëla, fig. Ne vazhdim.

Energjia e nevojshme e majës së çekanit (lavjerrësit) të Charpy-it për ta thyer kampionin ose për ta përshkuar në mes të mbështetësave është e barabartë me punën goditës të thyerjes dhe mund të llogaritet edhe me shprehjet:

KV(U) = G(ho-h1) /J/...........2

KV(U)=Gr(cosβ-cosα) /J/.........3

ku:

G=mxg (N)-pesha e çekanit,

ho(m)-lartësia fillestare e çekanit,

h1(m)-lartësia përfundimtare e çekanit

final

hei

ght

initi

al h

eig

ht

Temperatura e ftohjes:

Mjetet ftohese:

Uji, alkooli etilik dhe metilik, akulli I thate (CO2), Azoti etj.

Aparati ftohes: kriostati deri ne zero absolute

0, -10, -20, -30, -40, -50 i -60oC

MSE 201 – Laboratory IThe University of Tennessee

Charpy Impact Testing

Five Temperature Ranges:

Liquid Nitrogen (-196 deg C)

Dry Ice (-78 deg C)

Ice Water (0 deg C)

Room Temp (25 deg C)

Boiling Water (100 deg C)

MSE 201 – Laboratory IThe University of Tennessee

Brittle to Ductile Transition

Impact

Energy

Temperature

Transit ion

Range

Temperatura e cila e ndan zonën me vlera të larta të energjisë goditëse të thyerjes nga zona me vlera të ulëta të energjisë goditëse të thyerjes quhet temperatura kalimtare ose transitore (Ttr).

Te çeliqet e konstruksionit praktikohet të shënohen vlerat e energjisë goditës të thyerjes për një temperaturë të caktuar mbi temperaturë transitore për materialin përkatës. Në këtë mënyrë gjatë eksploatimit të këtyre çeliqeve në temperatura mbi temperaturën transitore, eliminohet rreziku nga thyerja e brishtë (egër).

Varësia e temperaturës tranzitore nga trashësia

Protokolli (raporti) i përcaktimit të energjisë (punës ) goditëse

Energjia (puna )goditëse për disa materiale

Shqyrtimi makrostrukturor i sipërfaqes së thyer-makrofraktografia

41

Impact Fracture

brittle fractureductile fracture

Seksioni tërthor i thyerjes

Shqyrtimi mikrostrukturor i sipërfaqes së thyer-mikrofraktografia

MSE 201 – Laboratory IThe University of Tennessee

Fracture Surfaces

Ductile Brittle

Energjia (puna) goditëse e përcaktuar në këtë mënyrë paraqet energjinë (punën) e tërsishme për thyerjen(shkatërrimin) e mostrës, përkatësisht:

-energjinë (punën) për inicimin e plasaritjes (Ei)

-energjinë (punën) për përhapjen e plasaritjes (Ep)

Et=Ei+Ep................................4

Kjo është mundësia e përcaktimit të energjisë (punës) goditëse sipas metodës konvencionale të Charpy-it.

Vlen të theksohet se në aparatet bashkëkohore për përcaktimin e energjisë (punës) goditëse sipas Charpy-it është e mundur që të përcaktohen këto energji ndaras-veçmas.