6. Экспериментальное изучение свойств материалов при растяжении и сжатии. Диаграмма растяжения. Основные характеристики материалов (механические).

Механические характеристики и св-ва материалов определяют экспериментально при испытаниях на растяжение (самый простой, доступный и хорошо контролируемый способ). На разрывной машине лабораторный образец из заданного материала подвергается растяжению до полного разрушения. Все параметры процесса контролируются. Строится диаграмма растяжения в координатах (для малоуглеродистых сталей). На диаграмме растяжения фиксируется растяжение конкретного материала до его полного разрушения. До т.А материал следует закону Гука: σ_пц=N_пц/S (имеет место предел пропорциональности); т.В соответствует пределу упругости Nупр (это такое max напряжение, при кот. после снятия нагрузки материал вернётся в исходное состояние): σ_упр=N_упр/S (область упругих деформаций); т.С соотв. пределу текучести (это такое напряжение, при кот. без видимого изменения нагрузки материал течёт). Если снять нагрузку, то материал вернётся в положение ε_с (область остаточных деформаций); участок СD - зона упрочнения (связана с изменением кристаллической решетки, явление наклепа); т.D – временный предел прочности (максимальное напряжение, при кот. материал не разрушается), если снять нагрузку в т.D, то материал вернётся в положение ε_D, и его использовать нельзя; т.Е – разрушение образца; участок ОА характеризует жесткость материала. tgα=Е – модуль упругости.

Характ. материалов: 1. предел пропорциональности – наибольшее напряжение, до которого материал следует закону Гука; 2. предел упругости – наиб. напряжение, до которого материал не получает остаточных деформаций; 3. предел текучести – напряжение, при котором происходит рост деформации без заметного увеличения нагрузки; 4.

7. Расчет на прочность при растяжении и сжатии. Допускаемое напряжение и коэффициент запаса.

При проектировании элемента конструкции необходимо определить размеры, обеспечивающие его безопасную работу при заданных нагрузках. Исходят из того, что наибольшее расчётное напряжение в поперечном сечении, возникшее при заданной нагрузке, д.б. < предельного напряжения, при котором возникает опасность появления пластической деформации или разрушения. Напряжение при растяжении σ=±N/S, где N – нормальная сила, S – пл. попереч. сечения. Условие прочности при растяжении: σ_max≤[σ]=σ_z/n, где [σ] – доп. напряжение (напряжение конкретного материала), σ_z – предельное напряжение конкретного материала, n – коэфф. запаса прочности (2…4).

8. Чистый сдвиг. Напряжение и деформация при сдвиге.

Чистый сдвиг - такой вид напряженного состояния, когда на 4 гранях выделенного элемента возникают только касательные напряжения. Соединения заклепом, штифтами, шпонками, сварные. Действие ножниц – 2 силы, действующие навстречу др. др. под дейчтвием 2 сил происходит перекашивание элементаabcd. Из Δbcc1: tgγ=δ/h≈γ (при малых углах деформации), где δ – переещение, h – расстояние действия сил. Перекашивание элемента abcd (деформация сдвига) предшествует деформации среза. Закон парности τ: τ на 2 взаимно перпендик. площадках равны по модулю и направлены к вершине или от нее этого параллелепипеда. τ_среза=F/S_ср. Закон Гука для сдвига: τ=Gγ, где G – модуль упругости II рода, характ. физико-математич. св-ва материала, жесткость при кручении, γ – угол сдвига. G=E/2(1+μ), где Е – модуль упр. I рода (Юнга). Gстали=0,8∙10⁵МПа