ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние различных факторов на результаты ударной пробы из "Сопротивление материалов " Для улучшения конструкции надо заставить весь объем болта более или менее равномерно поглощать энергию удара для этого надо сделать его площадь всюду (или почти всюду) равной площади по внутреннему диаметру нарезки. Этого можно достигнуть или обтачиванием тела болта (рис. 424, б), или высверливанием в нем канала (рис. 424, в). [c.525] В качестве примера расчета на удар сложной конструкции разберем случай удара груза Q посредине пролета балки, опирающейся в А на шарнирную неподвижную опору, а ъ В — на шарнирную опору, поставленную на вторую балку посредине ее пролета (рис. 426). Пролет первой балки равен li, момент инерции Jj, модуль упругости для второй балки соответствующие величины равны 1 , J , Е. Наибольшие динамические напряжения возникнут в крайних волокнах средних сечений балок первой и второй. Найдем эти нап-ряжещ5я. [c.526] Подобный же эффект получится, если вместо жестких опор мы расположим по концам балки очень податливые опоры в виде резиновых прокладок или винтовых пружин. [c.527] Выше было указано, что динамическое действие нагрузок не ограничивается тем, что напряжения (в пределах упругости) оказываются иными, чем при статических нагрузках. Сам материал иначе реагирует на динамическую нагрузку, чем иа медленно возрастающую. Особенно это заметно при ударе. [c.528] Для того чтобы выявить свойства материала при ударной пробе, образцу придают специальную форму — в том сечении, где наносится удар, делают надрез. На практике встречаются различные формы надрезов, изображенные на рис. 428 наиболее распространенным в настоящее время является надрез типа 6). [c.528] Мы видим, что одно уменьшение высоты сечения повышает напряжения в 2,25 раза вместе же с местными напряжениями коэффициент концентрации достигает 5,22 по отношению к основной балке и 2,32 по отношению к балке пониженной высоты. [c.529] Местные напряжения обычно представляют собой такую систему напряжений, при которой материал находится в объемном напряженном состоянии в этом случае затрудняются пластические деформации, и материал вблизи дна надреза оказывается в хрупком состоянии. [c.530] Показанные на рис. 428 формы образцов имеют тот недостаток, что дно надреза попадает на растянутую сторону образца, где и начинается разрушение таким образом, сопротивление такого образца в известной мере зависит от тщательности выполнения надреза, а с другой стороны, оказывается невозможным испытание на удар образцов с сохранением наружной поверхности изделия, что иногда имеет существенное значение. [c.530] Вид сломанных образцов этого типа пластичного и хрупкого материала резко отличен для материала, малочувствительного к ударам, в растянутой зоне наблюдается значительная пластическая деформация для материала же в хрупком состоянии разрушение происходит почти без всяких остаточных деформаций. [c.531] Как правило, испытание на удар производят при комнатной температуре над партией однотипных образцов, количеством не меньше четырех. Такое число образцов необходимо потому, что случайные обстоятельства изготовления и испытания образцов могут иногда очень сильно сказаться на величине их ударной вязкости. [c.531] В качестве примера в таблице 21 приведены приближенные значения ударной вязкости для ряда материалов при комнатной температуре испытания производились на образцах типа б) (рис. 428.). [c.531] Однако оказывается, что на величине ударной вязкости сильно отражается ряд обстоятельств, а именно, рма образцов, скорость удара и особенно температура образца. [c.532] Ударная вязкость образцов одного и того же материала падает по мере понижения температуры опыта. Для некоторых материалов (мягкая сталь) это падение происходит очень резко для сталей повышенной твердости, а также для специальных сталей (хромоникелевая) этот переход сглаживается. На рис. 431 показаны диаграммы ударной вязкости, полученные в механической лаборатории Ленинградского института инженеров ж.-д. транспорта. [c.532] Перед испытанием образец доводится до заданной температуры в ванне, или подогреваемой на электроплитке или охлаждаемой при помощи жидкого воздуха. Изображенные на рис. 431 кривые а, б, в показывают, что понижение температуры вызывает резкое уменьшение ударной вязкости и, таким образом, может вызвать хрупкое разрушение частей конструкций. Это явление неоднократно наблюдалось на практике так называемая хладноломкость рельсов, бандажей и других деталей конструкций железнодорожного транспорта неоднократно вызывала большие затруднения. [c.532] Наиболее существенно то обстоятельство, что для некоторых материалов (рис. 431, кривая а) переход от пластичных изломов с большой ударной вязкостью к хрупким происходит на протяжении весьма небольшого интервала температур. Таким образом, материал, хорошо сопротивляющийся удару при комнатной или близкой к ней температуре, может дать хрупкий излом уже при сравнительно небольшом понижении температуры. Поэтому результаты обычного испытания на удар при комнатной температуре недостаточно характеризуют сопротивляемость материала динамическим воздействием следовало бы получить полную кривую ударной вязкости в зависимости от температуры (рис. 431, кривые а, б, в). [c.532] Чем левее располагается так называемый критический интервал падения ударной вязкости, тем материал менее чувствителен к воздействиям температуры при ударных нагрузках, тем более он надежен в работе. [c.532] Изменением формы образца можно в известной мере заменить испытание материала при разных температурах. Опыты показали, что переход к более широким образцам сдвигает критический интервал температур вправо. Поэтому если обычная проба на удар при комнатной температуре дает удовлетворительный результат, то для проверки того, не находимся ли мы вблизи критического интервала, можно произвести испытание на удар уширенных образцов если это испытание дает хрупкий излом, то критический интервал расположен близко к температуре опыта. [c.533] Наконец, следует отметить, что на хрупкость материала могут очень сильно влиять так называемые остаточные напряжения, которые могут получиться в материале при закалке, при холодной прокатке или при недостаточной температуре горячей прокатки, когда материал получает наклеп. Опытами на растяжение такие напряжения, как правило, не могут быть выявлены. Остаточные напряжения обычно связаны с возникновением объемного напряженного состояния в материале в связи с этим возможно хрупкое разрушение. Такие случаи встречались при изготовлении мощных двутавровых балок со сравнительно тонкими полками. В нашей практике был случай хрупкого разрушения двутавровой балки 50 при сбрасывании ее на землю в морозный день. Результаты статических испытаний, химического и металлографического анализа показали, что материал как будто вполне доброкачественный. Лишь ударные испытания при различных температурах обнаружили резкую хладноломкость для образцов, вырезанных у края полки двутавра,— в наиболее наклепанном месте. Что касается влияния на хрупкость химического состава сталей, то ударная вязкость понижается, как это видно из таблицы 21, с увеличением количества углерода, т. е. с повышением предела прочности и уменьшением пластических свойств стали. Весьма неблагоприятно отражается на сопротивлении удару, особенно при низких температурах, наличие фосфора. Поэтому на практике при изготовлении материала для деталей, работающих на удар, всячески ограничивают примесь этого элемента. [c.533] Вернуться к основной статье