16. Механические свойства материалов.
Механические свойства материалов определяют на специальных машинах. Методы испытании и геометрические параметры образцов для испытаний регламентированы в ГОСТ.
Крупные – испытывание на сжатие, плоские – на изгиб.
и др.
Д
иаграмма
растяжения
ОА – участок пропорциональности действительных напряжений прямо пропорционально относительно деформации, она линейно.
АВ – участок текучести
АА’ – пластическая деформация
В
С
– участок упрочнения (прочность
возрастает)
СД – участок местной пластической деформации, далее разрыв
т. Д – момент разрушения
- предел пропорциональности
- предел текучести
- максимальное напряжение, которое может
выдержать материал, следует это предел
прочности.
- предел момента разрушения.
У некоторых материалов из образцов легированных металлов горизонтальный участок может и не существовать.
- назначается по допуску пластичных
деформации.
-
аналогична
За характеристики, согласна которым материал делится на хрупкие и пластичные.
коэффициент сужения, ударная вязкость
ан , Дж/м²
Характерисика |
σ5,% |
Ψ,% |
ан, Дж/м² |
Пластичные |
≥6% |
≥10% |
5…10 |
Хрупкие |
<3% |
<6% |
≤3 |
17. Сдвиг элементов конструкции.
В основе любых геометрических изменении элемента детали под нагрузкой лежат линейные и угловые деформации.
Характеристикой угловых деформации является абсолютный сдвиг S, мм и относительный сдвиг γ, ◦.
В
ыделим
элемент детали, которая испытывает
сдвиг.
abcd – повернуть.
А
– площадь поперечного сечения, abcd
напряжения по плоскому поперечному
сечению.
П
редположим,
касательная приложена равномерно.
Призматический элемент abcd. Находится в состоянии чистого сдвига, т.е. на гранях касательного движения.
Правило парности состояния.
- формула выражения Гука при сдвиге.
Где G – модуль упругости I рода, или модуль сдвига.
При сдвиге рис (*) следовательно возникает плоское напряженное состояние и чистый сдвиг эквивалентен растяжению и сжатию элемента в диагональных направлениях.
Кручение элементов конструкций. Условие прочности и условие жесткости при кручении.
Кручение – такой вид деформации, при котором в поперечных сечениях внутренние усилия проводятся только к крутящему моменту. Такое кручение называют свободным или чистым.
Крутящий момент Т и τ лежат на поперечном
сечении. Обычно в кручении принимается
гипотеза плоских сечений. Сечения
стержня до и после нагружения остаются
плоскими, т.е. радиусы остаются
прямолинейными. Если волной, то пойдет
депланация. Принимаем гипотезу
прямолинейноси до и после нагружения.
в
виду малости углов
и γ
и
(*).
Согласно закону Гука, тогда из (*) получаем, что
,(**)
где С- крутильная жесткость стержня.
Для стержня постоянного сечения С постоянного значения.
К
асательное
напряжение τ изменяется по линейному
закону, прямо пропорционально текущему
радиусу ρ. Если принять элементарную
площадку dA в виде тонкого
кольца толщиной dρ, то
связь между τ и Т
Подставляем в (**)
Используя (**) и исходя что:
- момент сопротивления.
Условие стержня (круглого сечения) при кручении определяется
Перемещения определяется из следующего соотношения в общем виде
или
;
.
-
жесткость при кручении; ЕА- при
сжатии; ЕI –
при изгибе.
При постоянных значениях, т.е. T=const
Условие жесткости при кручении.
-
допустимый.
- относительный.
Напряженное состояние при чистом кручении.
Э
лемент
при кручении выделен двумя сечениями,
перпендикулярные оси 1-1, 2-2. а также двумя
радиальными сечениями. Находится в
состоянии чистого сдвига.
Проверка на прочность
