29 Осевая деформация прямолинейного стержня: условие прочности и расчёты на прочность

Основной задачей расчёта конструкции является обеспечение её прочности в условиях эксплуатации.

Прочность конструкции, выполненной из хрупко металла, считается обеспеченной, если во всех поперечных сечениях всех её элементов напряжения меньше предела прочности. Необходимо, чтобы наибольшие напряжения, полученные в результате расчёта конструкции не превышали некот значения, меньшего предела прочности назыв. Допускаемым напряжением. Gp<=[Gp] Gc<=[Gc] Gp, Gc- наиб расчётные растягивающие и сжимающие напряжения для материала конструкции [Gp] [Gc]-допускаемые напряжения при раст сжатии

Допускаемые напряжения зависят от пределов прочности материала и определяются: [Gp]= Gвp/[nв ] [Gвc]= Gc/[nв]

Где [nв ] -нормативный (требуемый коэфиц запаса прочности по отнош к пределу прочности.

Для конструкций из пластичных матер использ след условие

G<=[G]

Где G- наиб по абсолютной величине сжимающее или растягив расчётное напряж для матер конструкции.

[G]= Gт/[nт ] –допускаемое напряжение для пластичных материалов

30 Механические характеристики и свойства материалов

Для решения практических задач по применению тех или иных материалов необходимо иметь числовые характеристики их прочностных свойств. Например при изучении процессов штамповки и гибки нужны числовые показатели , характеризующие способность материала к пластической деформации. Достаточно часто необходимо иметь данные о способности материала противостоять высоким и низким температурам . В связи с этим создано много испытаний. Классификация испытаний :1)По виду нагружения делятся: а) на статические б)на динамические в) испытания на выносливость2)По характеру воздействия делятся на: a)кратковременные б)длительные3)По виду деформации делятся на: а)на растяжение б) на сжатие в)на сдвиг г) на кручение д) на изгиб е) в условиях сложного напряжённого состояния4)По температурному режиму: а)при нормальных условиях Т=20 С б)при высоких Т в)при низких Т5)По наличию агрессивной среды: а)в нейтральной среде б) в агрессивной среде

6)Специальные испытания Среди эксперементальных методов широко используются:Метод тензометрии( является основным в экспериментальном определении напряжений при испытаниях, заключается в измерении при помощи специальных точных приборов, называемых тензометрами, деформаций в какой-либо точке (зоне) элемента конструкции и нахождении по величине этих деформаций, используя зависимость Гука, величин напряжений.)Метод лаковых покрытий (для выявления общего распределения деформаций и напряжений и определения наиболее нагруженных зон деталей)

1. Рентгеновский метод ( позволяет определить упругие деформации металлов с кристаллической решёткой)Метод полос Муара ( используется при исследовании напряжённого состояния на деталях плавной формы)

2. Поляризационно-оптический (основан на интерференции света, прошедшего модель из прозрачного, оптически чувствительного материала)

Некоторые материалы в разных условиях деформирования ведут себя по-разному. Поэтому говорят о состоянии материала в условиях протекание деформации: пластичное либо хрупкое состояние. Факторы влияющие на то или иное состояние:

1)Скорость деформирования 2)Температура 3) Степень неоднородности поля напряжения в теле. Чем эти параметры выше и чем ниже температура, тем более вероятно хрупкость материала Изучение свойств материала производится на изготовленных из него образцах, стандартной формы. Нагружение образца осуществляется с помощью специальных машин. Материалы в процессе деформирования под нагрузкой вплоть до разрушения ведут себе по-разному: 1) Одни(пластичное поведение) в момент разрушения образца претерпевают значительные деформации , неизменяющиеся после снятия нагрузки 2) Другие (хрупкие) разрушение образца наступает без видимых изменений в образце Пластические материалы : алюминий, медь свинец.

Хрупкие материалы: Неорганическое стекло и некоторые марки чугунов.

31 Механические характеристики и свойсива материалов Испытание материалов на растяжение.Машинная диаграмма.Рассмотрим процесс деформации при растяжении образцов из пластичного материала из малоуглеродистой стали. Испытательная машина позволяет автоматически записывать график в системе осей усилия деформации. Такой график носит название машинной диаграммы растяжения. На диаграмме можно отметить 5 характерных точек. 1)Точка B - лежит в конце прямолинейного участка диаграммы и ей соответствует нагрузка Fлy, при нагрузках меньших этой, зависимость между силой и длиной- линейная. Здесь выполняется Закон Гука. 2) Точка C- характерна тем, что при достижении силы Fт, дальнейшее удлинение образца может проходить без увеличения нагрузки – это явление текучести, а горизонтальный участок правее Точки С – площадка текучести. После площадки текучести для дальнейшего увелич деформации нужно приложения большей силы. Материал приобрет снова способность сопротивляться деформаци, поэтому этот участок леве 3)точки D- участок упрочнения. В точке D действует максим сила,кот может воспринять образец Fв. После нагрузки Fв рост деформации происходит при уменьшении силы. В образце при достижении нагрузки Fв вблизи промежуточного сечения образ узкое сечение (шейка) . Развитие шейки заканчив разрывом образца и разрушению соответствует нагрузка в 4)Точке K. Сила соответствующая 5)точке B(штрих) называется упругой. Если из точки К провести перпендикуляр вниз, то получим точку М. Отрезок ОМ –удлинение образца непосредственно перед разрушением.Отрезок OF(прямая KF||OB) соотв-ет удлинению образца, составлен из 2х частей, образовавшихся после разруш с учётом исчезновения упр деф-ции FM. Впроцессе деформации образца по мере его удлинения до образов шейки происходит уменьш диаметра образца. Т.е.происходит его попереч сужение.