11. Механические характеристики новых материалов.

Предел упругости- напряжение, до которого материал получает только упругие деформации.

Предел пропорциональности- наибольшее напряжение, до которого материал следует закону Гука.

Предел текучести- напряжение, при достижении которого материал течет без заметного увеличения напряжения.

Предел прочности (временное сопротивление)- отношение максимальной силы, которую способен выдержать образец, к его начальной площади поперечного сечения.

Удлинение при разрыве- средняя остаточная деформация на определенной стандартной длине образца к моменту разрыва.

Пластичность- способность материала без разрушения получать большие остаточные деформации.

Хрупкость- способность материала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций.

Твердость- способность материала противодействовать механическому проникновению в него посторонних тел.

12. Влияние температуры, радиоактивного облучения, термообработки и других факторов на механические характеристики материалов.

Влияние температуры. При повышении температуры у большинства материалов механические характеристики прочности уменьшаются, а при понижении температуры увеличиваются.

У стали при повышенной температуре наступает температурная пластичность. При отрицательных температурах у сталей увеличивается их хрупкость. Это свойство называется хладноломкостью.

Влияние термической обработки. В качестве термической обработки стали используют ее закалку. Для придания указанных свойств низкоуглеродистой стали проводят ее цементацию- увеличение содержания углерода в поверхностном слое, с последующей закалкой этого слоя. Для улучшения структуры и механических свойств стали применяют нормализацию- нагрев стали до температуры 750-950 С, выдержка ее и последующее охлаждение на воздухе.

Влияние технологических факторов. Механические характеристики стали зависят от способа ее получения и обработки.

При литье увеличивается возможность образования различных деформаций в виде пустот, раковин, включений, что приводит к снижению механических характеристик прочности стали.

Прокатка меняет структуру стали- делает ее анизотропной. В направлении прокатки- сталь становиться более прочной, в других направлениях механические свойства существенно отличаются от свойств в направлении прокатки.

Волочение представляет собой вытяжку с обжатием.

Влияние радиоактивного облучения. Влияние этого фактора на конструкции атомных реакторов, синхрофазотронов и т.п. приводит к увеличению механических характеристик прочности и уменьшению характеристик пластичности. Влияние облучения зависит от его дозы.

13. Статически неопределимые задачи при растяжении и сжатии.

Система называется статически неопределимой, если внутренние усилия невозможно определить с помощью одних лишь уравнений статики.

Для решения таких задач необходимо к уравнениям статики записать дополнительные уравнения, которые учитывают характер деформации системы, эти уравнения называются уравнениями или условиями совместимости деформации. Они составляются из геометрических соображений. Количество уравнений в совместимости деформаций определяют степень статической неопределимости системы.

Степень статической неопределимости= количество неизвестных- количество уравнений статики.

Алгоритм решения статически-неопределимой задачи:

-указать все неизвестные усилия (реакции опор или внутренние силы)

-составить возможные уравнения статики для данной системы сил

-определить степень статически неопределимой системы

-записать необходимые уравнения совместимости деформации

-присоединить к уравнениям статики совмещенные деформационно-физические соотношения

-решить полученную систему уравнений и определить неизвестные реакции опор или внутренние силы.

14. Проверка прочности и определение необходимых размеров бруса при растяжении (сжатии).

15. Метод разрушающих нагрузок.

Для конструкции, изготовленной из материала с достаточно протяженной площадкой текучести, за разрушающую принимается нагрузка, при которой в ее элементах возникают значительные пластические деформации. При этом конструкция становится не способной воспринимать дальнейшее увеличение нагрузки.

При определении разрушающей нагрузки для конструкции из пластичного материала принимается схематизированная диаграмма напряжений - диаграмма Прандтля.

Схематизация диаграммы заключается в предположении, что материал работает в упругой стадии вплоть до предела текучести, а затем материал обладает безграничной площадкой текучести. Материал, работающий по такой модели, называется упругопластическим.

Для конструкции, изготовленной из хрупкого материала, за разрушающую принимается нагрузка, при которой хотя бы в одном из ее элементов возникают напряжения равные пределу прочности.

Определив величину разрушающей (предельной) нагрузки можно установить грузоподъемность стержня или стержневой системы по формуле:

где n- коэффициент запаса прочности, принимаемый таким же, как и в методе допускаемых напряжений.