Pelajaran Teach
Memilih bahan: kekerasan, keliatan dan kekuatan
Pelajar menggunakan makmal jarak jauh Materials untuk membandingkan bukti kekerasan, impak dan tegangan, kemudian mencadangkan satu gabungan bagi komponen yang terdedah kepada calar, hentaman dan beban yang boleh menyebabkan ubah bentuk kekal atau kegagalan.
Log masuk dengan akaun pendidik untuk menyediakan sesi kelas. Pelajar menyertai dengan kod kelas.
Kali pertama menggunakan LabsLand? Cipta akaun guru anda
Hasil pembelajaran
Membezakan kekerasan, keliatan dan kekuatan sebagai tiga sifat yang berlainan.
Menilai kesesuaian awal sesuatu gabungan bahan / aloi / rawatan menggunakan bukti daripada sesi makmal dan bukti rujukan.
Menghubungkan ujian makmal dengan keperluan reka bentuk.
Mengelakkan kesimpulan seperti 'bahan paling keras sentiasa yang terbaik'.
Mempertahankan pilihan bahan dengan bukti serta satu batasan.
Pratonton aktiviti pelajar
Kandungan aktiviti
Pratonton sahaja. Dalam sesi kelas, pelajar boleh mengisi jawapan dan menyerahkan hasil kerja mereka kepada guru.
1. Masalah reka bentuk
8 min
Pilih bahan untuk pemegang tarik laci bengkel sekolah. Laci tersekat mengenakan beban tarikan pada pemegang; alat yang jatuh mungkin menghentamnya. Keutamaan pertama: elakkan ubah bentuk kekal atau patah semasa ditarik. Keutamaan kedua: tahan hentaman tidak sengaja tanpa patah rapuh. Kesan permukaan kurang penting. Kaji keluli 1.4301, keadaan dibekalkan, sebagai calon awal. Spesimen makmal bukan pemegang siap: menentukan beban selamat juga memerlukan dimensi, butiran sambungan dan ujian yang sesuai.
Tiada satu sifat sahaja yang menjadikan sesuatu bahan itu “bahan yang baik”. Dalam aktiviti ini, anda akan membandingkan tiga sifat yang berlainan:
- Kekerasan: rintangan permukaan terhadap lekukan, tanda atau calar.
- Keliatan: keupayaan menyerap hentaman tanpa patah secara rapuh.
- Kekuatan mekanikal: keupayaan menahan tegasan atau beban tegangan sebelum mula mengalami ubah bentuk kekal atau putus. Kekuatan berbeza daripada kekakuan: kekakuan dan geometri komponen mempengaruhi tahap lenturan anjalnya apabila dikenakan beban.
Ujian manakah paling langsung menangani keutamaan pertama pemegang, dan mengapa? Bezakan kekerasan, keliatan dan kekuatan.
2. Perhatikan ujian bahan
22 min
Makmal ini membolehkan anda memilih bahan, aloi, rawatan dan kaedah ujian. Gunakan hanya laluan yang disahkan atau laluan lain yang kelihatan tersedia dalam sesi, telah disahkan secara berasingan oleh guru sebelum kelas dan kemudian ditetapkan oleh guru. Jika skrin memaparkan nombor, salin unitnya juga; jika hanya imej atau video dipaparkan, huraikan bukti yang dapat dilihat.
Buka Materials dan kumpulkan bukti
Buka Materials daripada aktiviti. Pilih steel → 1.4301 → as delivered → Hardness measure → HV1.
Jalankan ujian kekerasan dan rekod bahan, kaedah, lekukan serta nilai dengan penetapan penuh. HV1 mengenal pasti keadaan Vickers; ia bukan nilai kekerasan dengan sendirinya.
Gunakan foto impak dan data tegangan di bawah bagi aloi serta rawatan sama. Rekod kedua-duanya sebagai bukti rujukan.
Dalam sesi lebih panjang, guru boleh menetapkan ujian lain yang tersedia. Asingkan spesimen dan sumber; jangan gunakan satu sifat untuk menentukan sifat lain.
Bukti rujukan disediakan — bahan sama: keluli / 1.4301 / keadaan dibekalkan.
| Ujian | Sumber tepat | Bukti yang boleh digunakan | Batasan | |---|---|---|---| | Impak | 14301_D_NBI_V1_FS_1 | Periksa foto permukaan patah di bawah. Huraikan tekstur dan tepi yang kelihatan berubah bentuk. | Foto sahaja tidak memberikan tenaga diserap atau membuktikan pemegang selamat terhadap impak. | | Tegangan | 14301_D_TT_V2_Value.csv | Daya puncak direkodkan: 58.528 kN pada anjakan mesin 25.334 mm; daya akhir direkodkan 22.6432 kN pada 31.4555 mm. | Daya dan anjakan mesin bukan tegasan dan terikan bahan. Tanpa geometri spesimen, jangan tukarkannya kepada kadar beban pemegang atau kekuatan tegangan dalam MPa. |
Gabungkan kedua-dua rujukan dengan pemerhatian kekerasan sendiri. Aloi dan rawatan adalah sama tetapi spesimen serta kaedah ujian berbeza. Label kedua-dua baris sebagai bukti rujukan disediakan.
Permukaan patah spesimen keluli 1.4301 bertakuk selepas ujian impak, dengan tekstur dan tepi berubah bentuk.
Bukti sifat bahan
Lengkapkan tiga baris: pemerhatian kekerasan sendiri dan dua rujukan disediakan. Kenal pasti sumber, bahan/aloi/rawatan, sifat, bukti dan keyakinan berserta alasan. Tiada nilai tenaga impak dibekalkan; biarkan sel pilihan itu kosong.
| Ujian dan sumber bukti | Sumber tepat bukti | Bahan / aloi / rawatan | Sifat yang diuji | Bukti yang diperhatikan | Nombor dan unit, jika ada | Keyakinan dan alasan |
|---|---|---|---|---|---|---|
Pernyataan manakah yang menggunakan ujian makmal dengan paling tepat?
3. Buat keputusan berasaskan kriteria
15 min
Pilih dua sifat yang mewakili keperluan reka bentuk yang mungkin bersaing bagi komponen bengkel. Terangkan mengapa kedua-duanya penting dan nilai sama ada jadual anda mengandungi bukti yang boleh dibandingkan bagi gabungan bahan / aloi / rawatan yang sama. Jangan dakwa atau bayangkan wujud kompromi atau hubungan bertentangan melainkan kedua-dua sifat diukur secara setara bagi sekurang-kurangnya dua gabungan atau keadaan dan menunjukkan corak tersebut; jika tidak, nyatakan perbandingan yang masih diperlukan.
Bagi komponen bengkel itu, sama ada nyatakan gabungan calon awal bahan / aloi / rawatan yang disokong oleh bukti daripada laluan yang sama atau perbandingan yang sah, atau nyatakan dengan jelas bahawa tiada calon disokong secukupnya dan data tidak membolehkan cadangan dibuat. Gunakan bukti ujian dan kenal pasti bukti tepat daripada gabungan yang sama, ambang penerimaan atau perbandingan sah yang masih diperlukan sebelum keputusan yang kukuh dibuat.
4. Cadangan akhir
10 min
Tulis 4–5 ayat kepada penyelia bengkel tentang pemegang laci. Nyatakan aloi dan rawatan yang diuji. Gunakan dua pemerhatian dengan mengenal pasti bukti daripada ujian makmal anda dan rujukan yang disediakan. Jelaskan maknanya bagi keutamaan tarikan dan impak serta perkara yang belum dapat dipastikan. Akhiri dengan cadangan awal atau keputusan belum muktamad dan satu ujian atau had reka bentuk khusus sebelum pemegang diluluskan.
Jadikan pratonton ini satu sesi kelas sebenar
Teruskan ke LabsLand Teach untuk menggunakan pelajaran ini bersama pelajar dan menyemak akses akaun anda.
Kali pertama menggunakan LabsLand? Cipta akaun guru anda