Санкт-Петербургский Государственный Университет Петра Великого Институт Металлургии, Машиностроение и Транспорта Кафедра Инженерной Графики и Дизайна
Курсовая работа
По дисциплине: Архитектоника конструкций
На тему: «Механические свойства материалов»
Выполнил:
Студенты группы 23305/5
Михайлова Е. И.
Патракеева А. Ю.
Уцеха О. В.
Проверил:
Манукян-Бурцов А. А.
Санкт-Петербург
2017
Оглавление
Вступление …………………………………………………….……...…….3
Описание механических свойств материалов...……………………..……4
Варианты применения материалов ………………………………………13
Виды материалов…………………………………………………………..15
Заключение…………………………………………………………….…...24
Список источников……………………………………………..….………25
Вступление:
Почти все окружающие нас предметы несут механическую нагрузку — стул, на котором мы сидим, стол, на который облокотились, гвоздь, которым прибита к стене книжная полка, сама стена, весь каркас нашего дома, его фундамент и участок земли, на котором он стоит. Это все — нагрузки, действующие постоянно или прикладываемые медленно.
Если же взять двигатель автомобиля, то, как известно, на поршень действует взрывная сила давления со стороны газов, с огромной скоростью сгорающих в цилиндре. Поршень через шатун передает нагрузку на коленчатый вал, который, таким образом, оказывается под действием циклически изменяющихся сил.
В современной технике основные конструкционные материалы — металлы и сплавы. Более 90% от общего количества производимого человеком металла используется именно потому, что металлы обладают особым сочетанием механических свойств — хорошо сопротивляются нагрузкам. Лишь остальная, малая часть металлов находит применение в силу их высокой электропроводности, теплопроводности, магнитных свойств
Целью данной работы стоит изучение механических свойств материалов. Выявить характеризующие черты механических свойств. И как это все отражается на материалах в наше время
Описание механических свойств материалов:
Механические свойства материалов - это совокупность показателей, характеризующих сопротивление материала воздействующей на него нагрузке, его способность деформироваться при этом, а также особенности его поведения в процессе разрушения.
Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться разрушающему или деформирующему воздействию внешних сил. Механическими свойствами материалов являются: прочность, упругость, пластичность, хрупкость, сопротивление удару, твердость, истираемость. Кроме того, под воздействием внешних нагрузок, материалы в зданиях и сооружениях могут испытывать и такие внутренние напряжения, как сжатие, растяжение, изгиб, срез. Напряжение измеряют в физических величинах.
Типичная диаграмма деформации при растяжении конструкционных металлов.
Схемы деформации при разных способах нагружения: а — растяжение, б — сжатие, в — изгиб, г— кручение (пунктиром показана начальная форма образцов)
Упругость:
Упругостью называют свойство материала восстанавливать первоначальную форму и размеры после снятия нагрузки, под действием которой формы материала деформируются. В качестве примера упругих материалов можно привести резину, сталь, древесину.
Пластичность:
Пластичность — это способность материала под влиянием действующих усилий изменять свои формы и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившуюся форму и размеры после снятия нагрузки. Примером пластичных материалов служит глиняное тесто, разогретый асфальт.
Хрупкость:
Хрупкость — свойство материала мгновенно разрушаться под действием внешних сил при незначительных деформациях. В качестве примера можно привести стекло и керамику.
Истираемость:
Истираемостью называют способность материала уменьшаться в объеме и массе под воздействием истирающих усилий.
Свойство строительных материалов сопротивляться истирающим и ударным нагрузкам необходимо учитывать при подборе материалов для дорожных покрытий, полов промышленных зданий, для ступеней, лестниц, бункеров.
Главными свойствами строительных материалов, по которым определяют возможность их применения в элементах здания, являются прочность, плотность, теплопроводность, влажность и водопроницаемость, морозостойкость, огнестойкость.
Гигроскопичность:
Гигроскопичность — свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из воздуха. Процесс поглощения влаги из воздуха называется сорбцией, он обусловлен полимолекулярной адсорбцией водяного пара на внутренней поверхности пор и капиллярной конденсацией. С повышением давления водяного пара (то есть увеличением относительной влажности воздуха при постоянной температуре) возрастает сорбционная влажность материала.
Капиллярное всасывание характеризуется высотой поднятия воды в материале, количеством поглощённой воды и интенсивностью всасывания. Уменьшение этих показателей отражает улучшение структуры материала и повышение его морозостойкости.
Плотность:
Плотность - величина, измеряемая отношением массы вещества к единице его объема в естественном состоянии. Чем плотнее материал, тем меньше в нем пустот и пор, тем больше его плотность. От плотности материала зависят вес конструкций, теплоизоляционные качества и прочность.
Износостойкость:
Износостойко — способность материала противостоять воздействию на него сил трения и ударных воздействий от движущихся предметов. Определяют ее на специальных приборах, снабженных абразивными насадками и моделирующих реальный процесс изнашивания. Износостойкость—важное свойство материалов, используемых для покрытий полов, дорог и т. п.
Теплопроводность:
Теплопроводность — количества теплоты, проходящей через ограждение разности температур наружного и внутреннего воздуха. Чем меньше теплопроводность, тем лучше теплозащитные качества материала. Теплопроводность материалов зависит от плотности и степени влажности. Материалы, имеющие меньшую плотность и влажность, обладают меньшей теплопроводностью.
Влажность:
Влажность - содержание влаги в материале. Влажность определяют в процентах от массы абсолютно сухого материала. Чем меньше влажность, тем меньше плотность и теплопроводность и выше прочность материала.
Водопроницаемость:
Водопроницаемость - величина, характеризуемая количеством воды, проходящей в течение определенного времени под постоянным давлением через испытуемый материал. Например, водопроницаемость стыков панелей наружных стен испытывают в особой камере на действие косого дождя при определенной силе ветра. Для кровельных материалов (например, толь, рубероид) водопроницаемость характеризуется временем, в течение которого вода под давлением проходит через материал и появляется с другой стороны образца.
Износостойкость:
Износостойкость — способность материала противостоять воздействию на него сил трения и ударных воздействий от движущихся предметов. Определяют ее на специальных приборах, снабженных абразивными насадками и моделирующих реальный процесс изнашивания. Износостойкость—важное свойство материалов, используемых для покрытий полов, дорог
Морозостойкость:
Морозостойкость — способность материалов в насыщенном водой состоянии сопротивляться разрушению при многократном замораживании и оттаивании. Испытание материалов на морозостойкость производится в специальных камерах. Марки изделий по морозостойкости обозначают количество выдерживаемых циклов замораживания и оттаивания в водонасыщенном состоянии.
Огнестойкость:
Огнестойкость — способность материала выдерживать действие высокой температуры без потери прочности. Предел огнестойкости конструкций из различных материалов оценивается по времени (в ч), которое выдерживает конструкция до потери прочности или устойчивости. Материал, из которого выполнена конструкция, характеризуется по его способности воспламеняться, гореть или тлеть после удаления источника огня. Материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются, называются несгораемыми. Материалы, горение и тление которых прекращается после удаления источника огня, называются трудно сгораемыми, а которые горят и тлеют после удаления источника огня — сгораемыми.
