ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные понятия, связь между напряжениями и деформациями из "Ручная дуговая сварка металлов " Изменение формы и размеров твердого тела под влиянием внешнего усилия называется деформацией. Если форма тела восстанавливается после прекращения действия силы, мы имеем дело с упругой деформацией. Если тело не принимает первоначальной формы, то говорят, что оно получило остаточную, или пластическую, деформацию. Остаточные деформации обычно бывают у тел малоупругих (пластичных) или при приложении к данному телу очень большого усилия. [c.44] Размеры деформации определяются величиной приложенного усилия. Чем больше усилие, тем больше вызываемая им деформация. О величине усилия судят также по напряжению, которое данное усилие вызывает в теле. Напряжением называют внутреннюю силу, приходящуюся на единицу площади поперечного сечения тела. Таким образом, между напряжением п вызываемой им деформацией существует неразрывная связь. [c.44] Напряжения и деформации, возникающие от неравномерного нагревания или охлаждения изделия, называют тепловыми или термическими. Как известно, при нагревании все металлы расширяются, а при охлаждении сжимаются. Незакрепленный кусок металла, будучи нагрет и затем охлажден до первоначальной температуры, примет те же размеры, которые он имел до нагревания. [c.44] Чем больше коэффициент расширения и выше температура нагрева, тем большую деформацию будет испытывать металл при нагревании и охлаждении. [c.45] Если закрепим каким-либо способом концы стержня так, что он не сможет свободно удлиняться или уменьшаться по длине, то термические деформации стержня вызовут в нем термические напряжения, соответствующие этим деформациям. Чем большую нагрузку будет испытывать закрепленный стержень, тем больше будет его деформация и тем выше будут возникающие в нем напряжения. Допустим, что стержень 1, длина которого равна заштрихованной части (рис. 15), закреплен в абсолютно жесткой рамке 2. Нагревание стержня до какой-то температуры вызвало бы его ув г . 1ичение на л.шиу АБ, если бы стерл ень мог свободно расширяться в рамке. Так как стержень не может свободно расширяться, го он начинает распирать рамк , оказывая на нее давление изнутри. Рамка в свою очередь как бы сжимает стержень с концов, вызывая в нем внутренние сжимающие напряжения. Нагретый стержень, длина которого должна остаться без изменения, получит пластическую деформацию. [c.45] В сечениях же /—I и II—II рамки возникнут при этом растягивающие напряжения, которые будут тем больше, чем больше стремится удлиниться стержень, т. е. чем сильнее его нагревают. Если взять очень толстый стержень и слабую рамку, то последняя может разорваться по линиям /—/ и II—II. Если же рамк а будет жестче и прочнее стержня, то последний изогнется и примет положение, показанное пунктиром на рис. 15. [c.45] На величину деформаций при сварке влияет теплопроводность металла. Чем выще теплопроводность свариваемого металла, тем равномернее распределяется по его сечению тепло-ЕЮЙ поток и деформация будет меньше. Так, например, при сварке нержавеющих сталей, обладающих меньшей теплопроводностью и большим коэффициентом линейного расширения, чем низкоуглеродистая сталь, деформации получаются больше, чем при сварке низкоуглеродистой стали. [c.46] Алюминий же, обладающий более высоким коэффициентом линейного расширения, но значительно лучше проводящий тепло, чем низкоуглеродистая сталь, дает при сварке меньшие деформации по сравнению с низкоуглеродистой сталью. [c.46] Термические напряжения могут возникать в металле и без действия внешних условий. Такие напряжения называются собственными. Из собственных термических напряжений наибольшее значение имеют напряжения, возникающие во время охлаждения изделия. Напряжение, действующее только вдоль шва, не оказывает влияния на прочность сварного соединения. Более опасны напряжения, действующие перпендикулярно оси шва (поперечные), так как они могут вызвать появление трещин в шве и околошовной зоне. [c.46] Вернуться к основной статье