Металлы Модуль продольной упругости

Технические металлы состоят из большого числа кристаллитов разного состава, ориентировки и формы с линейными размерами обычно от 0,001 до 0,1 мм. Свойства кристаллита, как и монокристалла, отличаются четко выраженной анизотропией, в то время как поликристаллу, у которого любая ориентировка составляющих малых кристалликов равновероятна, свойственна изотропность как результат статистической устойчивости свойств для всех направлений. У монокристалла константы упругости и предел упругости зависят от направления растягивающей силы. Так, модуль продольной упругости Е монокристалла железа изменяется от 284 до 132 ГПа, тогда как для поликристалла Е = 210 ГПа, для монокристалла цинка тах= 123,6 и Ят,п=34,3 ГПа. [c.71]

Модули упругости металлов изменяются слабее. Исходя из теоретических соображений, считают, что, например, для меди модуль упругости должен повышаться на 5—7% от наличия 1% внедрений в кристаллическую решетку. В циклотроне тяжелых частиц получено увеличение модуля продольной упругости меди на 10%. Примерно г кГ/см такое же повышение получено [c.84]

К недостаткам этих сплавов следует отнести следующие 1) относительно большую стоимость основного металла и сварки, требующей применения инертных газов 2) почти в три раза меньшее значение модуля продольной упругости, что влияет на увеличение упругих деформаций и уменьшает критические напряжения при расчетах устойчивости стержней и балок 3) возможность местной коррозии при контакте со сталью, что требует специальных изолирующих покрытий и прокладок в местах соединений разнородных материалов 4) почти в два раза большее значение коэффициента линейного расширения, приводящее к большим температурным деформациям при сварке 5) низкие значения предела выносливости a i основного металла (у сталей, приведенных в табл. 1.1.1, отношение 0,35, а у алюминиевых сплавов, приведенных в табл. 1.1.8, л 0,14). [c.20]

Как известно, величина коэффициента Пуассона лежит в пределах О < [Л < 0,5 (см. стр. 39), следовательно, величина модуля сдвига составляет 0,33 0,5 от величины модуля продольной упругости. Для многих металлов и сплавов, в частности для стали, О ж [c.125]

Как известно, значение коэффициента Пуассона лежит в пределах О < ц < 0,5 (см. с. 34). Следовательно, модуль сдвига составляет 0,33...0,5 от модуля продольной упругости. Для многих металлов и сплавов, в частности для стали, С 0,4 в среднем для стали С = 8,0-10 МПа. [c.103]

Величину Е называют модулем Юнга, модулем продольной упругости или просто модулем упругости. Если предел упругости не перейдён, то для данного материала модуль упругости Е представляет собой постоянную величину — это характерная величина, определяющая упругие свойства данного материала ). Твёрдые тела, в особенности металлы, очень сильно сопротивляются изменению своей длины, поэтому модуль Юнга Е, который в технике обычно выражают в килограммах на квадратный миллиметр, представляет собой очень большое число. Так, для стали =22 000 для железа — 20 790 кГ/мм , [c.353]

Величину Е называют модулем Юнга, модулем продольной упругости или просто модулем упругости. Если предел упругости не перейден, то для данного материала модуль упругости Е представляет собой постоянную величину — это характерная величина, определяющая упругие свойства данного материала ). Твердые тела, в особенности металлы, [c.432]

По сравнению со сталью алюминиевые сплавы имеют в три раза меньшую плотность, Обладают высокой коррозионной стойкостью, не снижают ударной вязкости в условиях низких температур. Однако они примерно в 10 раз дороже стали, имеют в 3 раза меньшие значения модуля продольной упругости, что увеличивает упругие деформации, почти в 2 раза большее значение коэффициента линейного расширения, что увеличивает температурные деформации при сварке, и относительно низкие значения предела выносливости основного металла. [c.72]

При воздействии на детали машин и аппараты статических нагрузок важнейшими характеристиками для оценки прочности материала являются предел Текучести с , предел прочности а и пластичность материала, характеризуемая относительным удлинением 5 и относительным сужением ф. Кроме того, оценка упругих свойств металлов характеризуется значениями модуля нормальной упругости Я, модуля сдвига О и коэфициента Пуассона (л. Коэфициент Пуассона (А имеет боль иое значение при расчетах на прочность и характеризует поперечную деформацию при продольном действии сил. Упругие характеристики материала следует учитывать при конструировании многих деталей машин и аппаратов, так как от этого часто зависит прочность конструкций. Модуль упругости Е. модуль сдвига О и коэфициент Пуассона (х связаны между собой следующим уравнением [c.77]

Упругие свойства обусловливают способность изделий изменять форму и размеры под действием внешних нагрузок и самопроизвольно восстанавливать исходную конфигурацию при прекращении внешних воздействий. Для большинства металлов и сплавов упругость проявляется в области малых деформаций (1 %). Упругие свойства материала определяются следующими основными характеристиками модулем нормальной упругости при продольном растяжении О - модулем сдвига АГ- модулем объемной упругости при всестороннем сжатии ц - коэффициентом Пуассона. [c.460]

Отношение скоростей продольной и поперечной волн зависит от коэффициента Пуассона среды. Поскольку для металлов v да 0,3, получим f/ , яй 0,55 (табл. 1.2). Скорости продольной и поперечной волн можно использовать как пару упругих констант вместо модулей упругости. При экспериментальном определении упругих констант следует иметь в виду, что значения, полученные при статических испытаниях, соответствуют изотермическим условиям, а при акустических (вычисление Е и G с учетом скоростей l и f) — адиабатическим. Отличие составляет около 0,2 %. [c.9]

При определении модуля упругости металлов (сплавов) весьма большую точность даёт радиотехнический метод. Он заключается в возбуждении в цилиндрическом образце (диаметр которого значительно меньше длины) собственных продольных колебаний и в измерении их частоты. Частота колебаний связана с модулем упругости Е формулой [c.51]

Данные Вертгейма 1844 г. по модулям упругости металлов стали экспериментальной основой для многих дискуссий и исследований последующих шестидесяти лет. Вертгейм провел опыты по продольным колебаниям стержней для всех многочисленных металлов с различными предыдущими термическими обработками, которые он исследовал он отдельно изучил поперечные колебания стержней и, таким образом, определил два динамических модуля. Эти исследования были добавлением к квазистатическому определению модуля упругости Е, полученного им при нагружении и многократных разгрузках и повторных нагружениях до более высокого уровня в области пластических деформаций. До того, как Томлинсон подчеркнул, что в описании подразумевается квазистатический модуль Е как среднее значение всех данных, было расхождение во мнениях по поводу того, какая система значений модулей более точна, динамическая или квазистатическая. [c.140]

Рассмотрим балку разнородной упругости, у которой отдельные группы продольных волокон имеют различные модули упругости, например, железобетонную балку. В каждом поперечном сечении железобетонной балки часть площади принадлежит бетону, имеющему один модуль упругости, а часть — металлу, имеющему другой модуль упругости. В общем случае поперечное сечение может состоять, из, любого числа участков, различающихся по модулю упругости материала. [c.319]

Рис. 10.4 иллюстрирует вполне удовлетворительное совпадение экспериментальных и рассчитанных значений. Е. На этом же рисунке показано, что и для металлов экстремальные значения модуля упругости не совпадают ни с продольным ни с поперечным направлениями. [c.331]

Значения изэнтропических модулей упругости находятся из соотношения объемной и продольной скоростей звука. В области умеренных давлений ударного сжатия величина объемной скорости звука с удовлетворительной точностью рассчитывается из следующего простого приближения. Экспериментально установлено, что в координатах давление — массовая скорость изэнтропы разгрузки ударно-сжатых металлов отклоняются от ударной адиабаты или ее зеркального отражения не более, чем на 3% при давлениях по крайней мере до 50 ГПа [21]. В приближении совпадения ударной адиабаты и изэнтропы разгрузки в координатах р, и получим с учетом (1.3), (1.5) [c.84]

Единичные кристаллы металлов всегда анизотропны, потому что атомы образуют в иих кристаллическую решетку правильного строения и степень густоты расположения атомов для различных направлений различна. Изотропия поликристаллического металла объясняется тем, что кристаллические зерна чрезвычайно малы по сравнению с образцом и расположены в беспорядке таким образом, все ориентации зерен равновероятны и в среднем для всех направлений свойства оказываются одинаковыми. Обработка давлением — ковка, штамповка, протяжка, волочение — создает определенную ориентацию зерен, поэтому, например, свойства проката в продольном н поперечном направлениях будут различными. Такая анизотропия в меньшей мере относится к упругим свойствам, чем к пластичности и прочности. Модуль упругости для продольных и поперечных по отношению к направлению проката образцов почти одинаков, тогда как характеристики прочности, например сопротивление разрыву, различны. [c.29]

Серебристый металл с гексагональной плотнейшей упаковкой кристаллич. структуры, параметры решётки а = 356 пм, с = 559,5 пм. = 1522 С, = 2857 "С (по др. данным, 2510 "С), плотн. 9,04 кг/дм уд. теплоёмкость с.= = 28,08 Дж/(моль К), уд. теплота плавления 19,90 кДж/. моль. Характеристич. темп-ра Дебая 0 =163 К. Ферромагнетик, маги, восприимчивость х = 263 10 (при комнатной тсмп-рс), точка Кюри 19,6 К. Уд. алектрич. сопротивление 0,85 мкОм м (при 20 "С), температурный коэф. линейного расширения ок. 12-10 К Ч Пластичен, при комнатной темп-ре возможны обжатия более чем на 20%. Тв. по Бринеллю Э. чистотой 98,2%—382,9 МПа, чистотой 99,6%—490,5 МПа. Модуль продольной упругости 73,4 ГПа (при 20 X), модуль сдвига 29,6 ГПа (при 20 "С). [c.624]

Модуль G связан определенным соотношением с модулем продольной упругости Е E/G = 2(1 + М-). где fA — коэффициент Пуассона. Так как для металлов, которые обычно используют для изготовления пружин, (1 = 0,3, то и сротношение становится вполне определенным. [c.162]

Железнение — Продолжительность осаждения металла 5 — 726 Железо волнистое — Сечение — Геометрические характеристики 3 — 43 Железобетон — Модуль продольной упругости 3 — 22 Железографитовые подшипники скольжения пористые 4 — 277 Железокерамика — Свойства 5 — 259 Жесткость — Единицы измерения — Пересчет в миллиграммэквиваленты — Таблица 2—194 — Определение [c.418]

Резонансный метод определения модулей упругости широко распространен при исследованиях температурных зависимостей модулей упругости Цоликристаллических металлов. Собственную частоту колебаний измеряют обычно на стержневых образцах постоянного сечения. Модуль упругости определяют как при продольных, так и при изгибных колебаниях. В случае продольных колебаний поперечные сечения стержня остаются плоскими, перпендикулярными его оси и смещаются вдоль оси стержня. Скорость распространения продольной упругой волны в стержне, поперечные размеры которого малы по сравнению с длиной волны X, связана с модулем упругости формулой [c.207]

В противоположность ползучести металлов, обнаруживающейся при умеренно высоких температурах и проявляющейся непрерывно, этот вид медленного течения, повидимому, прекращается спустя некоторое время, даже если действие нагрузки и продолжается. Вызванное положительными или отрицательными изменениями нагрузки упругое последействие удовлетворяет закону независимости действия сил (суперпозиции), причем полная деформация получается алгебраическим суммированием составляющих. В органических веществах, молекулы которых характеризуются удлинеино-цепеобразным строением и химическая связь которых проявляется в продольном к цепи направлении сильнее, чем в поперечном (пластмассы, резина) ), эти явления получают особенно резкое выражение. Несмотря на значительно меньший в сравнении с металлами модуль упругости, указанные вещества обладают удивительно высокой прочностью (найлон). При этом (в противоположность более твердым пластичным метал- [c.40]

Качество металла оценивается рядом структурнонечувствительных и структурно-чувствительных механических характеристик, устанавливаемых по результатам испытаний образцов на растяжение. К первой группе свойств относятся модули упругости Е и коэффициент Пуассона ц. Величина Е характеризует жесткость (сопротивление упругим деформациям) материала и в первом приближении зависит от температуры плавления Тп . Легирование и термическая обработка практически не изменяют величину Е. Поэтому эту характеристику можно рассматривать как структ /рно-нечувствительную. Коэффициент Пуассона ц отражает неравнозначность продольных и поперечных деформаций образца при растяжении. При упругих деформациях ц = 0,3. Ус- [c.281]

При более точной формулиропкс следует определить направление поляризации, связанное с данным х для атого необходимо учесть смещение электронов, обусловленное волной. Как указывалось раньше, мы будем упрощать задачу, предполагая, что волны могут быть либо продольными, либо поперечными и что электроны взаимодействуют лишь с продольными волнами. Это значит, что частоты поперечных волн определяются движением ионов в фиксированном отрицательном пространственном заряде. Из работы Фукса известно, что таким путем могут быть точно определены упругие константы сдвига (модуль сдвига) одновалентного металла. По-видимому, это приближение, хорошее для длинных волн, менее пригодно для коротких, которые имеют как продольную, так и поперечную компоненты. Поскольку в дальнейшем мы будем иметь дело лишь с продольными волнами, индекс а у Qx явно выписываться не будет. [c.759]

В общем случае под анизотропией акустических свойств металла понимают изменение скорости распространения и коэффициента затухания в зависимости от кристаллографического направления. Она обусловлена анизотропией механических свойств (модуля упругости, пределов прочности и пластичности и др.). Рассмотрим причины анизотропии акустических свойств. Одна из них — это структура материала. Она наиболее ярко проявляется в металлах с крупнозернистой структурой, имеющих транскри-сталлитное строение, т. е. когда кристаллиты имеют упорядоченное строение и их продольные размеры больше поперечных. Примером могут служить титан, аустенитные швы, медь. Вторая причина —термомеханическое воздействие в процессе изготовления проката, которое делает его структуру слоистой, так как волокна металла и неметаллические включения в процессе деформирования оказываются вытянутыми вдоль плоскости листа. Третья —локальная термическая обработка материала, которая обусловливает возникновение напряжений и, как следствие, изменение механических свойств материала. [c.317]

При растяжении паяного образца из стержней круглого сечения паяный шов (более пластичный, чем основной металл) подвергается равномерному растяжеиию по радиальным направлениям при напряжениях а,=Ет (е г-ег)ц, где Еш — модуль упругости шва е г — продольные деформации в шве е — продольные деформации Мк ц — коэффициент Пуассона. [c.151]

Как отмечалось в гл. 2, в упругопластической области свойства металлов характеризуются пределом текучести Уд, модулем Юнга Е, модулем объемного сжатиц К, модулем сдвига С и коэффициентом Пуассона ц. Последние четыре характеристики взаимосвязаны, так что достаточно задать из четверки величин Е, К, С и р любые две. Ни одна из них непосредственно в ударно-волновых экспериментах не измеряется. Из соотношений (2.187) — (2.193) вытекает, что каждая из этих характеристик выражается через упругую продольную Сь и объемную Св скорости звука [c.179]

В металлах возбуждаются все типы волн, в газах и жидкостях— только продольные волны. Скорость распространения ультразвуковых волн зависит от тина волны, илотности и упругих свойств среды. Для ультразвуковых колебаний характерны те же явления прелом--Ления, отражения, дифракдии, интсрферскцин, реверберации, что и для любых волновых движений [7, 10, 21]. В твердых телах скорость распространения упругих волн зависит от типа волны и, кроме того, от размеров тела, в котором она распространяется. Скорость распространения сдвиговых волн определяется модулем сдви-та и плотностью. [c.116]

Вертгейм и Шевандье нашли, что результатом отжига является очень небольшое возрастание плотности и небольшое увеличение модуля Е. Поскольку существовали неясности относительно зависимости вибрационных характеристик стекла от длины образцов, они отметили, что во всех тщательно проведенных экспериментах частота продольных колебаний была в точности обратно пропорциональна длине. Далее ими было обнаружено, что для любого конкретного вида стекла константы упругости, определенные по продольным колебаниям, неизменно выше, чем найденные в опытах на растяжение. То же самое наблюдалось в несколько меньшей степени у металлов и позже было обнаружено у древесины. В том, что этот эффект значителен для стекла, можно убедиться по данным Верт-гейма и Шевандье, приведенным в табл. 62. [c.319]

Среди 16 выводов, каждому из которых соответствует своя таблица данных, были следующие модуль упругости у древесины, определенный по продольным колебаниям, как и у металлов и стекла, всегда оказывается больше, чем найденный из квазистатических опытов на растяжение значение модуля упругости, определенное на маленьких образцах, в общем хорошо согласуется со значениями модулей, полученными на больших брусках, взятых из того же дерева малые остаточные деформации всегда измеримы даже при сравнительно малой полной д ормации древесина обнаруживает заметную анизотропию для получения воспроизводимых результатов необходимо определять содержание влаги (Вертгейм и Шевандье определяли влажность по лучинкам, отщеплявшимся от каждого образца, а также сравнивали результаты естественной н принудительной сушки) модули упругости и прочность уменьшаются в одинаковой мере с увеличением возраста дерева различие в почвах в местах произрастания деревьев оказывает заметное влияние на упругие свойства древесины одного и того же вида при условии учета содержания влаги механические свойства древесины не зави- [c.322]

В. Вертгейм (W. Wertheim, 1815—1861) ), в частности, уделил такого рода определениям особенно большое внимание, и полученные им результаты еще и до сих пор весьма часто приводятся в учебниках физики. Сначала он принял гипотезу одной упругой постоянной, и в его первой статье приводятся значения модуля растяжения для различных материалов ). В основу им были положены не только статические испытания на растяжение, но также и опыты по продольным и поперечным колебаниям. Он нашел 1) что для одного и того же металла всякая обработка (ковка, прокатка), увеличивающая плотность, увеличивает вместе с том и модуль 2) что значение модуля, полученное из вибрационных [c.265]

Экспериментальные волновые профили ударного сжатия и разгрузки металлов и сплавов показывают, в частности, что пластическая деформация начинается непосредственно с началом разгрузки из ударносжатого состояния. Это явление интерпретируется в работе [23] как результат действия внутренних напряжений на скопления дислокаций и закрепленные дислокационные петли, которые образовались в процессе ударного сжатия. Непосредственно после ударного сжатия и перед разгрузкой внутренние напряжения действуют в направлении, противоположном приложенной нагрузке, находятся в равновесии с ней и не вызывают пластической деформации. Однако с уменьшением нагрузки в волне разрежения внутренние напряжения немедленно вызывают обратную пластическую деформацию. Согласно [23] этот эффект должен также уменьшать продольный модуль упругости и, соответственно, продольную скорость звука в ударносжатом веществе. [c.140]

При производственном контроле обычно не возникает задачи измерения абсолютного значения модулей упругости, однако важен контроль анизотропии упругих свойств. Например, в результате прокатки металлические листы становятся трансверсально-изотропными. В прокатном производстве это явление называют текстурой. При определенной степени текстурнрованности металл листа растрескивается при щтамповке из него деталей. Пригодность к штамповке определяют с помощью приборов типа Сигма [9], измеряя относительные значения скоростей продольной и двух поперечных волн, распространяющихся по толщине листа. Возбуждение всех трех типов волн достигается ЭМА-способом. [c.250]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...