ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ Механические свойства конструкционных материалов, характеристики нержавеющих сталей из "Экспериментальные жидкометаллические стенды " Механические свойства характеризуют поведение тел под действием механических нагрузок. Механические воздействия задаются системой сил, работой (при ударных воздействиях). Нагружения могут быть вызваны тепловыми и магнитными воздействиями (термические, магнитострикционные напряжения). [c.14] Под воздействием нагрузок все материалы испытывают деформации, т. е. происходит изменение расстояний между какими-либо точками тела. После снятия нагружения деформации могут исчезать либо оставаться. [c.14] Механические свойства определяются тремя группами характеристик прочностными, деформационными и энергетическими. Из них наиболее важны для проектирования прочностные, которые характеризуют сопротивление деформациям и разрушению под действием нагрузок. [c.14] В зависимости от нагрузки многие материалы могут находиться в упругом состоянии, вязко-пластичном и др. В упругом состоянии деформация обратима, тело восстанавливает свою форму и размеры после снятия нагрузки. В вязком состоянии материала работа внешних сил переходит полностью в тепло, сопротивление определяется касательными напряжениями при ламинарном скольжений слоев. [c.15] Пластическое состояние характеризуется наличием остаточных деформаций после снятия нагрузки. Обычно переход из одного состояния в другое происходит постепенно, плавно и нельзя указать четкие границы между ними. [c.15] Эти константы — одни из наиболее стабильных механических свойств. [c.15] Механические свойства металлов измеряют на стандартных образцах при растяжении путем однократного нагружения. Условное напряжение, соответствующее максимальной нагрузке, которое выдерживает образец до разрушения, называют временным сопротивлением Спределом прочности) Стй. Условный предел прочности при сжатии Ось для большинства конструкционных сталей в 1,5—2 раза больше Сть, для хрупких материалов (чугун, инструментальная сталь)—в 3—7 раз больше Оь. Предел прочности при срезе Тср у металлов, разрушающихся вязко, составляет (0,604-0,75)fft. [c.16] Почти всегда в качестве основных механических свойств материалов приводят значения аь и 65 или бю (относительные удлинения после разрыва на длине 1 = 5 d 10 d) и Ч , измеренные при однократном нагружении. [c.16] Для материалов, работающих в условиях резких механических нагрузок, добавляется ударная вязкость ан, которая характеризует способность поглощать механическую энергию при деформации до разрушения под действием мгновенной нагрузки. Оценивается работой, затраченной на деформацию. [c.16] По современным представлениям механические свойства (прочность, пластичность н пр.) следует рассматривать в тесной взаимосвязи с особенностями реальной конструкции и условиями нагружения материала. [c.17] В работе [1] выделены четыре типа нагружения. [c.17] Стремление увеличивать ресурс работы изделий, в максимальной степени использовать свойства материалов привело к тому, что ранее применявшиеся прочностные характеристики оказались недостаточными для надежного расчета конструкции. [c.17] Важными показателями стали характеристики изменения прочностных свойств во времени длительная прочность, выносливость и некоторые другие. [c.17] Предел длительной прочности — это напряжение, вызывающее разрушение образца при заданной температуре и времени действия статической нагрузки обозначается о , где верхний индекс указывает температуру, нижний — длительность нагружения в часах. [c.17] Зависимость прочности от времени присуш а всем материалам, но проявляется по-разному. У большинства конструкционных сталей изменение прочности от времени наблюдается главным образом при повышенных температурах. [c.17] Под действием повторно-переменных напряжений происходит изменение состояния и свойств материалов, что приводит к появлению трещин и разрушению, возникает усталость металлов. Следует иметь в виду, что повторяемая знакопеременная нагрузка по сравнению с просто повторяемой заметно усиливает развитие усталостных процессов. Причем для данного максимального напряжения более опасным является симметричный цикл по сравнению с асимметричным. [c.18] Различают два типа кривых усталости (кривые Велера). Для первого типа характерно то, что кривая после некоторого (довольно большого) числа циклов становится практически горизонтальной (рис. 2.2, линия /). Такой тип кривой усталости имеют М ногие стали при невысоких температурах. Способность сопротивляться усталостным разрушениям называют выносливостью. [c.18] Пределом выносливости называют наибольшее значение максимального напряжения цикла, не вызывающего разрушение после произвольно большого числа циклов (практически o 10 ). Второй тип кривой усталости характеризуется непрерьшным пояижением (рис. 2.2, линия 2). Такое поведение наблюдается у сталей ори высоких температурах в коррозионной среде. Для материалов этого типа устанавливают предел ограниченной выносливости, т. е. напряжение для заданного числа циклов. [c.18] Под влиянием многократных нагревов и охлаждений возникает термическая усталость материалов. Полную оценку сопротивления термической усталости можно получить только на основе результатов испытаний натурных образцов в условиях близких к эксплуатационным. [c.19] Основным принципом проектирования и конструирования часто принимается стремление обеспечить максимальное приближение к равнопрочности. Однако такой путь ведет к повышению вероятности одновременного разрушения всей конструкции, к увеличению скорости разрушения до разрушения взрывного характера. [c.19] Вернуться к основной статье