Kennis van het gedrag van materialen bij belasting is van groot belang voor ontwerpers. Als je over een hoogpolig tapijt loopt mogen er geen voetstappen achterblijven. Stap je in een lift, dan moet die als je binnenstapt niet ineens een halve meter zakken. Een mountainbike heeft een zekere stijfheid nodig, maar ook de nodige veerkracht. En wat dacht je van een race-auto. Sterke onderdelen maar liever ook een beetje buigzaam….
De leerling maakt kennis met een aantal materiaaleigenschappen en het onderzoek daaraan.De leerling herkent de maatschappelijke betekenis van dit onderzoek.De leerling is in staat meetresultaten in Coach op te roepen.De leerling kan uit de meetresultaten antwoord geven op vooraf geformuleerde onderzoeksvragen.De leerling kan voorstellen formuleren voor vervolgonderzoek.De leerling denkt na over praktische problemen bij het bedenken van een onderzoeksplan.
|
Sterke onderdelen maar liever ook een beetje buigzaam... Bron: Circuit Zandvoort |
Materiaaleigenschappen die bij de genoemde voorbeelden een rol spelen zijn treksterkte, samendrukbaarheid, buigzaamheid en hardheid. Bij onderzoek naar deze eigenschappen wordt vaak gebruik gemaakt van de trekproef.
Je ziet hier een filmpje van de uitvoering van de trekproef.
|
Let op de grafiek die tijdens de trekproef wordt getekend. De grafiek geeft straks veel informatie over het materiaal. |
Lees hier meer achtergrondinformatie over de trekproef. Je hebt deze informatie nodig om de komende vragen te beantwoorden.
Vragen
- Welke onderdeel/voorwerp dat in jouw bezit is ondergaat volgens jou de hoogste belasting?
- Leg uit waarom het niet zo eenvoudig is om iets te zeggen over de sterkte van een materiaal.
- Je bent in het spannings-rek diagram een aantal begrippen tegengekomen. Geef zelf een beschrijving van de begrippen die je bent tegengekomen. Wat zou volgens jou de betekenis zijn van de begrippen?
- Noem minimaal twee zaken die bepalend zijn of een bepaald soort materiaal wel/niet geschikt is voor de velg van een fiets.
- Leg uit waarom de trekspanning σ die je kunt aflezen in de σ vs ε diagram veelal een te lage waarde aangeeft.
Wisselende belasting.
Veel producten (denk aan de raceauto) worden blootgesteld aan aan krachten die constant van grote en richting veranderen. Je zult begrijpen dat dat weer andere eisen stelt aan de materiaaleigenschappen. Hieronder zie je een aantal vragen. De grafieken die je ziet laten het effect op het materiaal zien als de belasting eerst toeneemt en even later weer afneemt. Ga eens na of je inmiddels gevoel hebt ontwikkeld voor dit onderwerp.
• Loading = toenemende belasting
• Unloading = afnemende belasting
• σa = trekspanning
• εa = uitrekking
MC-Vragen
MC-vraag 1
MC-vraag 2
MC-vraag 3
MC-vraag 4
Een onderzoekje.
Het gedrag van 'postbode' elastiek wordt met een krachtsensor onderzocht. Het elastiek wordt steeds een cm verder uitgerekt en weer in even grote stappen terug. Er waren drie onderzoeksvragen: -1 gedraagt een postbode elastiek zich als volledig elastisch materiaal? -2 is de benodigde trekkracht recht evenredig met het aantal elastieken? -3 Heeft het tempo van meten invloed op de meetresultaten?
Vragen
- Geef antwoord op de drie onderzoeksvragen met de informatie uit de metingen.
- Welke voorstellen kun je doen voor een vervolg onderzoek. Bij je voorstellen moet je rekening houden met praktische problemen. Welke kunnen zich mogelijk voordoen en hoe kun je die voorkomen of vermijden.
