Напряжения в поперечном сечении при растяжении.
Знак напряжений зависит от знака внутренней силы на рассматриваемом участке стержня. Для обеспечения необходимой прочности элементов и конструкций напряжения не должны превышать допустимых значений. При растяжении и сжатии в сечении действует только нормальное напряжение. Напряжения могут рассматриваться как силы, приходящиеся на единицу площади.
Таким образом, направление и знак напряжения в сечении совпадают с направлением и знаком силы в сечении.
Нормальное напряжение можно рассчитать по формуле:
P N
σ ═ ― ═ ― ,
A A
где:
Р - внешняя сила,
N - внутренняя продольная сила в сечении,
А - площадь поперечного сечения.
Таким образом: величина напряжения прямо пропорциональна продольной силе и обратно пропорциональна площади поперечного сечения.
Нормальные напряжения действуют при растяжении от сечения, а при сжатии к сечению.
Размерность напряжений: Н/м2 (Па), однако это слишком малая единица, и практически напряжения рассчитывают в Н/мм2 (МПа):
1 МПа = 106 Па = 1 Н/мм2.
Поперечные размеры стержня в результате деформирования также изменяются, при этом при растяжении они уменьшаются, а при сжатии – увеличиваются.
Деформации: продольная и поперечная.
Закон Гука: «Каково удлинение, такова и сила»:
Закон Гука.
|
|
|
Такие материалы, как, например, чугун, только с некоторым приближением можно считать подчиняющимся закону Гука. Но даже и те материалы, которые подчиняются закону Гука, перестают ему следовать при достижении деформации определенного значения.
Механические испытания. Механические характеристики материала определяются в результате испытания образца на специальных прессах. При испытании образца автоматически вычерчивает график зависимости между нагрузкой (F) и абсолютным удлинением (∆ L). График называется диаграммой растяжения или диаграмма Бернулли. Эта диаграмма характеризует поведение данного образца, но не материала, из которого он сделан.
Диаграмма растяжения для малоуглеродистой стали марки Ст.3.
Судить о механических свойствах материала, исключая особенности формы и размеров образца, позволяет диаграмма растяжения.
Диаграмма растяжения малоуглеродистой стали имеет несколько характерных участков: 01 – участок упругих деформаций; 12 – площадка текучести; 23 – участок упрочнения; 34 – участок образования шейки и разрушения.
Механические характеристики прочности и пластичности.
Прочность - способность элементов конструкций сопротивляться действию внешних нагрузок не разрушаясь. Характеристики прочности:
|
|
|
Предел текучести σт – напряжение, при котором образец деформируется при практически постоянной нагрузке.
Предел текучести условный σ0,2 – напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2 % расчетной длины образца.
Предел прочности (временное сопротивление) 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.
Виды диаграмм растяжения. Различные материалы по-разному ведут себя под нагрузкой, характер деформаций и разрушения зависит от типа материалов. Принято делить материалы по типу их диаграмм растяжения на три группы.
К первой группе относятпластичные материалы(малоуглеродистые стали, например: Ст.3, алюминий), эти материалы имеют на диаграмме растяженияплощадку текучести. Остаточная деформация достигает 15-20%.
Ко второй группе относятся: чугун, инструментальная сталь, стекло. Эти материалымало деформируются, разрушаются по хрупкому типу. На диаграмме нет площадки текучести. Остаточная деформация не превышает 3-5%.
|
|
|
К третьей группе относятматериалы, не имеющие площадки текучести, но значительно деформирующиеся под нагрузкой, их называют пластично-хрупкими (например: легированные стали, латуни, бронзы, титановые сплавы).
а б в
Виды диаграмм растяжения:
Дата добавления: 2019-08-30; просмотров: 834; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!