ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы изучения механических свойств при кратковременных испытаниях из "Технология металлов " К основным механическим свойствам следует отнести прочность, пластичность, упругость, вязкость, твердость. Зная механические свойства, конструктор при проектировании обоснованно выбирает соответствующий материал, обеспечивающий надежность и долговечность машин и конструкций при их минимальной массе. [c.108] Для технолога очень важное значение имеет пластичность, определяющая возможность изготовления изделий различными способами обработки давлением, основанными на пластическом деформировании металла. По показателям прочности, пластичности и т. д. проводят сравнительную оценку различных металлов и сплавов, а также контроль их качества при изготовлении изделий. [c.108] Прочность — способность тела (металла) сопротивляться деформациям и разрушению. Большинство технических характеристик прочности определяют в результате статического испытания на растяжение. Образец, закрепленный в захватах разрывной машины, деформируется при статической, плавно возрастающей нагрузке со скоростью 2—15 мм/мин. При испытании, как правило, автоматически записывается диаграмма растяжения, выражающая зависимость между нагрузкой и деформацией. Небольшие деформации с очень большой точностью определяются тензометрами. [c.108] Чтобы исключить влияние размеров образцов, испытания на растяжение проводят на стандартных образцах с определенным соотношением между расчетной длиной /о и площадью поперечного сечения Fq. Наиболее ширбко применяют образцы круглого сечения длинные с IJdo = 10 или короткие с lo/do = 5 (где — исходный диаметр образца). [c.108] Важнейшей характеристикой упругой прочности является предел упругости. Теоретический предел упругости — максимальное напряжение, до которого образец получает только упругую деформацию, т. е. Сту = Pyn/f о (рис. 53, а). [c.109] Нагрузке в точке а, определяющей конец прямолинейного участка диаграммы растяжения, соответствует предел пропорциональности. [c.109] Теоретический предел пропорциональности — максимальное напряжение, до которого сохраняется линейная зависимость между напряжением (нагрузкой) и деформацией (см. рис. 53, а) а ц = = Ри Ро. [c.109] Так как при определении положения точки а на диаграмме могут быть погрешности, обычно пользуются условным пределом пропорциональности, под которым понимают напряжение, вызывающее определенную величину отклонения от линейной зависимости, например а изменяется на 50% от своего первоначального значения. Для большинства материалов теоретические пределы упругости и пропорциональности близки по величине. Для некоторых материалов, например меди, предел упругости больше предела пропорциональности. [c.109] Прочность материала, как сопротивление небольшим пластическим деформациям, характеризуется пределом текучести. [c.110] На диаграмме растяжения пределу текучести соответствует горизонтальный участок с — d пластическая деформация (удлинение) — течение металла при постоянной нагрузке. [c.110] Условный предел текучести широко применяют в расчетах на прочность. При дальнейшем нагружении пластическая деформация все больше увеличивается, равномерно распределяясь по всему объему образца. В точке В нагрузка достигает максимального значения, в наиболее слабом месте образца начинается образование шейки — сужения поперечного сечения, деформация из равно-Рис. 54 Диаграмма истинных мерной пврвходит В местную. Напряжсние (S) и условных (о) напряжений g материале В ЭТОТ момент испытания называют пределом прочности. [c.110] По своей физической сущности характеризует прочность, как сопротивление значительной равномерной пластической деформации. За точкой В (см. рис. 53, а) в связи с развитием шейки нагрузка уменьшается, в точке k при нагрузке происходит разрушение образца. [c.110] Несмотря на то что нагрузка Р Р , вследствие образования шейки Fq и поэтому по величине значительно больше, чем о . [c.110] Рассмотренные показатели прочности, за исключением являются условными напряжениями, так как при их определении соответствующие нагрузки относят к начальной площади сечения образца Ff , хотя последняя постепенно уменьшается при повышении деформации образца. Более точное представление о напряжениях в образце при испыта1шях дают диаграммы истинных напряжений (рис. 54). [c.110] Истинные напряжения 5, определяют по нагрузке Р, и площади поперечного сечения в данный момент испытания S = Р11Р1. [c.111] Прочность конструкционных материалов, используемых в технике, изменяется в очень широком диапазоне—от 100—150 (10— 15) до 2500—3500 МН/м (250—350 кгс/мм ). Однако выбор материала только по абсолютному значению показателя прочности (оо.г). Од и т. д. не дает правильной оценки возможностей материала. Для создания конструкции (машины) с минимальной массой большое значение имеет плотность (удельный вес) материалов у. С учетом этого возможности материала удобно оценивать значением удельной прочности — отношением характеристики прочности о , и т. д. к плотности (удельному весу) материала, например aJy, aJy, где V, г/см , — плотность (удельный вес) материала. [c.111] Из данных, приведенных в табл. 6, видно, что, например, алюминиевые сплавы, имея значительно меньшую абсолютную прочность, чем углеродистые и многие легированные стали, превосходят их по удельной прочности. Это означает, что при равной прочности масса изделия из алюминиевых сплавов меньше, чем изделия из стали. Наиболее вьгсокую удельную прочность имеют стеклопластики типа СВАМ, а из металлических конструкционных материалов — титановые сплавы. [c.112] Для многих силовых элементов конструкций — шпангоутов, стрингеров, плоских пластинок, цилиндрических оболочек и т. п.— условием, определяющим их работоспособность, является местная или общая жесткость (устойчивость), определяемая их конструктивной формой, схемой напряженного состояния и т. д., а также и свойствами материала. Как было отмечено, показателем жесткости материала является модуль нормальной упругости, часто называемый модулем жесткости. Среди главных конструкционных материалов наиболее высокое значение модуля Е имеет сталь, наиболее низкое— магниевые сплавы и стеклопластики. Однако оценка этих материалов существенно изменяется при учете их плотности (удельного веса) и использовании критериев удельной жесткости и-устойчивости Е у, (табл. 7). [c.112] При оценке по этим критериям, выбираемым в соответствии с формой и напряженным состоянием, во многих случаях наиболее выгодным материалом являются магниевые сплавы и стеклопластики, наименее выгодным материалом — углеродистые и легированные стали. [c.112] Пластичность способность тела (металла) получать остаточное изменение формы и размеров без нарушения сплошности. Это свойство металлов используют при обработке металлов давлением. Материалы с повышенной пластичностью менее чувствительны к концентраторам напряжений и другим факторам охрупчивания. [c.113] Вернуться к основной статье