ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Огл я п емче Испытание материалов на растяжение из "Сопротивление материалов 1986 " Основная задача сопротивления материалов — обеспечить надежные размеры деталей, подверженных тому или иному силовому, температурному или другому воздействию. Такие размеры можно определить из расчета на прочность и жесткость. В большинстве случаев основным бывает расчет на прочность. [c.98] Рассмотрим условия прочности и жесткости для случаев простого растяжения и сжатия. [c.98] Отметим прежде всего, что опасность наступления разрушения характеризуется не столько величинами внутренних усилий и моментов в сечении, сколько величинами наибольших нормальных и касательных напряжений, а также их комбинацией, которые действуют в опасных (т. е. наиболее напряженных) точках сечения. Физически очевидно, что сколь угодно большие напряжения материал выдерживать не в состоянии. Поэтому величины наибольших напряжений из условия надежности работы детали необходимо ограничивать некоторыми допустимыми значениями. Их называют допускаемыми напряжениями. При растяжении и сжатии допускаемые напряжения обозначают соответственно [а+] и [ i-], при сдвиге — [т] . [c.98] Если известны допускаемые напряжения и есть формулы, выражающие напряжения через усилия и моменты в сечении, то в принципе рассчитать на прочность можно любую деталь. [c.99] При растяжении в правую часть этого условия подставляют допускаемое напряжение на растяжение [а + ], а при сжатии — допускаемое напряжение на сжатие [а-]. [c.99] Напомним, что расчет по условию жесткости всегда следует дополнять расчетом на прочность. Если условие жесткости выполнено, а условие прочности не удовлетворяется, то задачу необходимо решать из условия прочности. [c.99] Аналогично ведут расчет на прочность и жесткость при других видах простых деформаций стержня. Соображения о расчете на прочность при сложных напряженных состояниях изложены в гл. 7. [c.99] Одним из основных видов испытаний материалов является испытание на растяжение, так как при этом обнаруживаются наиболее важные их свойства. Из испытуемого материала изготовляют специальные образцы. Чаще всего их делают цилиндрическими (рис. 99, а) из листового металла обычно изготовляют плоские образцы (рис. 99, б). [c.100] Чтобы соблюсти подобие при испытаниях, эти соотношения нужно выдерживать и для плоских образцов. [c.100] В качестве основных применяют образцы с диаметром do= Ю мм при этом рабочая длина /о=ЮО мм. Допускается применение образцов и других диаметров при условии, что рабочая длина их /o=10do или lo = bdo. Такие образцы называются пропорциональными. [c.100] Рассмотрим характерные участки и точки этой диаграммы, а также соответствующие им стадии деформирования образца. [c.101] От начала нагружения до определенного значения растягивающей силы имеет место прямая пропорциональная зависимость между удлинением образца и силой. Эта зависимость на диаграмме выражается прямой ОА. На этой стадии растяжения справедлив закон Гука. [c.101] Обозначим через Яу наибольшее значение силы, при котором образец еще не дает при разгрузке остаточной деформации. Этому значению на диаграмме соответствует точка В, а упругой стадии растяжения образца — участок диаграммы ОВ. [c.101] Предел упругости является характеристикой, не связанной с законом Гука. Точка В может располагаться как выше, так и ниже точки А. Эти точки, а следовательно и значения напряжений Опц и СТуп, близки друг к другу и обычно различием между ними пренебрегают. [c.101] Начало пластической деформации соответствует наступлению некоторого критического состояния металла, которое можно обнаружить не только по остаточным деформациям, но и по другим признакам. При пластической деформации повышается температура образца у стали изменяются электропроводность и магнитные свойства на полированной поверхности образцов, особенно плоских, заметно потускнение, являющееся результатом появления густой сетки линий, носящих название линий Чернова (линий Людерса). Последние наклонены к оси образца приблизительно под углом 45° (рис. 101, а) и представляют собой микроскопические неровности, возникающие вследствие сдвигов в тех плоскостях кристаллов, где действуют наибольшие касательные напряжения. В результате сдвигов по наклонным плоскостям образец получает остаточные деформации. Механизм образования их упрощенно показан на рис. 101, б. [c.102] После стадии текучести материал вновь приобретает способность увеличивать сопротивление дальнейщей деформации и воспринимает возрастающее до некоторого предела усилие. Этому отвечает восходящий участок DE (рис. 100) кривой растяжения, называемый участком упрочнения. Точка Е соответствует наибольшему усилию Ямакс, которое может воспринимать образец. [c.102] До этого момента удлинения распределялись равномерно по всей длине /о образца, площади поперечных сечений расчетной части образца изменялись незначительно и также равномерно по длине. Поэтому для вычисления a u, ау , От и сТв в расчетные формулы вводилось первоначальное значение площади Fo. [c.102] Основными характеристиками упругости и прочности материалов, используемыми в практических расчетах, являются предел упругости Qyii, предел текучести Стт и временное сопротивление (предел прочности.) Оа (опч)- Для малоуглеродистой стали, имеющей площадку текучести, например для стали Ст2, эти характеристики следующие Оу = 200 МПа, От = 220- 260 МПа, Ов = 340 -420 МПа. [c.103] Для металлов, не имеющих площадки текучести, предел текучести определяют условно как напряжение, при котором остаточная деформация составляет величину, установленную ГОСТом или техническими условиями. По гост 1497—84 величина остаточной деформации составляет 0,2 % от измеряемой длины образца. Условные пределы текучести отмечают нижним индексом в соответствии с заданной величиной деформации, например оо г. [c.103] Учитывая, что практически трудно установить начало отклонения от закона пропорциональности и начало появления первых остаточных деформаций, вводят также понятия условных предела пропорциональности и предела упругости. [c.103] Вернуться к основной статье