Понятие об истинной диаграмме растяжения
Рассмотренная диаграмма растяжения является условной, так как при ее построении в осях координат откладывались значения условных нормальных напряжений σ = Р/F0 и условных относительных продольных деформаций ε = Δl/l0. В действительности площадь сечения и F0 и расчетная длина l0 в процессе растяжения образца изменяются. Поэтому фактические значения напряжений σ следовало бы определять с учетом изменяющейся площади поперечного сечения Fист, то есть
(3.21)
Деформацию ε образца также следовало бы определять с учетом ее распределения по его расчетной длине после начала образования шейки. Деформация в основном концентрируются около шейки. В самом узком месте шейки малый отрезок dl имеет истинную деформацию
(3.22)
Однако истинную деформацию dΔl определить затруднительно, поэтому истинную относительную деформацию выражают через относительное остаточное сужение площади поперечного сечения образца (3.23):
(3.23)
Истинная диаграмма растяжения показана на рис.3.12б.
Истинная диаграмма растяжения строится с учетом переменных поперечных размеров образца материала.
Истинная диаграмма после площадки текучести проходит выше условной диаграммы и должна бы заканчиваться в точке D΄.
|
|
|
В практических расчетах, материал, как правило, работает при напряжениях, не превышающих предел текучести. В связи с этим истинная диаграмма представляет лишь теоретическое значение и на практике не используется.
Особенности испытания материалов при сжатии
Как и при растяжении при сжатии строят соответствующие диаграммы.
В качестве металлических образцов принимают цилиндры (рис. 3.15), высота h которых равна их диаметру d=20 мм. Для автоматических машин используют образцы с размерами h=d=6 мм. Для других материалов применяются образцы кубической формы: из дерева - а=50 мм; из цемента - а=70 мм; из бетона – а=200 или 300 мм.
Для сравнения рассмотрим диаграммы растяжения и сжатия для чугуна и стали представленные на рис. 3.17. Начальные участки ОА диаграмм при растяжении и сжатии имеют практически одинаковый угол наклона с осью ε и одинаковую длину. Следовательно, модули упругости Е и пределы пропорциональности σпц при растяжении и сжатии одинаковы. Но при сжатии отсутствует ярко выраженная площадка текучести. Поэтому условно считается, что пределы текучести σт стали при растяжении и сжатии совпадают.
 |
После площадки текучести при сжатии линия диаграммы постоянно возрастает, образец принимает бочкообразную форму и, наконец, расплющивается (рис.3.15 б). Установить предел прочности σпч не удается. Поэтому так же считается, что предел прочности при сжатии равен пределу прочности при растяжении. Такую форму имеют диаграммы растяжения алюминия и меди.
|
|
|
При растяжении образца из чугуна диаграмма имеет с самого начала нелинейный характер. Однако предел прочности σпч при сжатии превышает предел прочности σпч при растяжении. Так предел прочности для чугуна СЧ σпч =500 – 1500 МПа, т. е. в 4-5 раз больше, чем при растяжении. Когда напряжения в образце приближаются к пределу прочности в цилиндрическом образце, принявшем бочкообразную форму, появляются трещины под углом 450 за счет действия максимальных касательных напряжений τmax (рис. 3.16). Затем боковые части образца отделяются и он приобретает форму двух конусов (рис. 3.16 в). При этом диаграмма сжатия обрывается.
Некоторый интерес представляет поведение стального образца, находящегося в упруго пластическом состоянии, что соответствует, например, участку CD (рис. 3.18). Если в некоторой точке М растянутый образец разгрузить, а затем цилиндрический образец из него подвергнуть деформации противоположного знака, то, как видно из диаграммы сжатия МА2С2, произойдет уменьшение значений предела пропорциональности до величины σ′пц и предела текучести до величины σ′т по сравнению с соответствующими величинами σпц и σт.
|
|
|
Таким образом, после наклепа при растяжении пределы пропорциональности и текучести при сжатии уменьшились.
Эффект Баушингера - явление, связанное с понижением характеристик прочности металлов (предела пропорциональности, предела текучести) после растяжения и нагружения материала образца сжимающей нагрузкой.
Эффект Баушингера характеризует, так называемую деформационную анизотропию стали. Это явление необходимо учитывать при исследовании упруго пластического состояния элементов конструкций при сложных процессах нагружения.
 |
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 1447; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!