Home СОПРОМАТ 2.3. Механические характеристики конструкционных материалов

2.3. Механические характеристики конструкционных материалов

Механические характеристики конструкционных материалов

2.3. МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Основные прочностные и деформационные характеристики материалов, используемых в элементах конструкций, определяют экспериментально. Проводят испытания лабораторных образцов на растяжение, сжатие, срез, кручение, изгиб при статическом и циклическом нагружении, на воздухе и в агрессивных средах, при комнатной, высоких и низких температурах. Наиболее распространенным является испытание на растяжение статической нагрузкой, позволяющей определить большинство механических характеристик материала. Машинная диаграмма – диаграмма растяжения стандартного образца в координатах F – Δℓ, автоматически записываемая диаграммным аппаратом испытательной машины. Стандартами предусмотрены образцы плоские и цилиндрические различной длины, размеров поперечного сечения и конструктивного исполнения. Судить лишь о механических свойствах материала, исключая особенности формы и размеров образца, позволяет диаграмма растяжения, представляемая в координатах σ – ε. Здесь σ – условное напряжение; ε – относительное удлинение, А0 – начальная площадь поперечного сечения образца; ℓ0 – начальная длина образца. Диаграмма растяжения малоуглеродистой стали (рис. 2.3, а) имеет несколько характерных участков: 1 – участок упругих деформаций; 2 – площадка текучести; 3 – участок упрочнения; 4 – участок образования шейки и разрушения. Диаграммы растяжения большинства конструкционных металлов: легированных и углеродистых сталей в закаленном и нормализованном состоянии, цветных сплавов, полимеров и других материалов площадки текучести не имеют (рис. 2.3, б). По результатам испытаний определяют характеристики прочности и пластичности. Приведем некоторые из характеристик прочности. Предел текучести физический σт – напряжение, при котором образец деформируется при практически постоянной нагрузке (рис. 2.3, а). Предел текучести условный σ0,2 – напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2 % расчет- ной длины образца (рис. 2.3, б). Временное сопротивление (предел прочности) σв – напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрыву образца Пластичность – способность материала получать большие пластические деформации без разрушения. Мерой пластичности являются относительное остаточное удлинение и относительное сужение. Относительное удлинение после разрыва δ – отношение приращения расчетной длины образца после разрушения к начальной расчетной длине ℓ0, выраженное в процентах Относительное сужение после разрыва ψ – отношение разности A0 и минимальной Aк площади поперечного сечения после разрушения к начальной площади поперечного сечения образца A0, выраженное в процентах Чем пластичнее материал, тем больше относительное удлинение и относительное сужение после разрыва. Материалы условно подразделяют на пластичные (δк > 5 %) и хрупкие (δк < 5 %).

 

НАШИ УСЛУГИ


УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Типовые задания