Растяжение, сжатие экспериментальное изучени

Экспериментальное определение коэффициента вязкости, основанное на обработке зависимости сопротивления деформированию от скорости деформации, полученной по результатам испытания образцов из исследуемого материала на растяжение, сжатие или кручение (сдвиг), обеспечивает возможность изучения зависимости коэффициента вязкости от состояния материала (с учетом его зависимости от истории нагружения) и скорости деформирования. Наряду с указанным методом, вязкость определяется из анализа закономерностей распространения упруго-пластической волны или пластических течений материала как характеристика использованной для расчета модели материала, которая обеспечивает наилучшую корреляцию результатов расчета с экспериментально установленными закономерностями [76]. Необходимость использования для таких расчетов априорной модели материала и зачастую численных методов расчета существенно усложняет получение достоверных данных. [c.132]

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ РАСТЯЖЕНИЯ И СЖАТИЯ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ОСНОВЫ ВЫБОРА ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ [c.39]

Экспериментальное изучение поведения материалов под нагрузкой при линейном растяжении или сжатии на машинах, имеющихся в лабораториях испытания материалов, не встречает затруднений. Полученные в результате экспериментов диаграммы растяжения или сжатия дают наглядное представление о сопротивлении материала упругому и пластическому деформированию и позволяют определить такие важные для оценки прочности и назначения допускаемого напряжения механические характеристики, как предел текучести и предел прочности или временное сопротивление материала. [c.127]

В связи с оценкой долговечности при сложных программах циклического нагружения экспериментальному изучению подверглись циклы растяжения-сжатия некоторых характерных типов, сокращенно обозначенных сс, рс, ср. Буквы соответствуют двум полуциклам, первый из которых — растяжение полуцикл с включает выдержку при постоянном напряжении — условия реализации чистой ползучести после этапа упругого деформирования полуцикл р — этап быстрого неупругого (пластического) деформирования. Простой цикл неупругого деформирования (без выдержек) обозначается pp. Результаты испытаний показа- [c.118]

Важность сочетания теоретических построений с экспериментальными способами определения свойств материалов будет становиться очевидной по мере того, как мы будем продвигаться в изучении предмета. Данную главу мы начнем с обсуждения некоторых основных понятий, таких, как напряжение и деформация, а затем приступим к исследованию поведения простых элементов конструкций, подвергающихся растяжению, сжатию и сдвигу. [c.12]

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ РАСТЯЖЕНИЯ И СЖАТИЯ [гЛ. Ш [c.46]

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ РАСТЯЖЕНИЯ И СЖАТИЯ [гл. III [c.48]

Если в процессе высокотемпературной ползучести, протекающей при определенном растягивающем напряжении а, меньшем предела текучести при растяжении, осуществляется кратковременная перегрузка сжимающей силой так, чтобы напряжение сжатия превысило соответствующий предел текучести при сжатии, а дальше напряжение возвращается к прежней величине ст, то возникшая в момент перегрузки мгновенно-пластическая деформация сжатия влияет на дальнейшее развитие деформаций ползучести. На протяжении некоторого отрезка времени после возвращения напряжения к прежней величине а скорость вязкопластического деформирования оказывается выше соответствующей скорости до перегрузки, которая создает таким образом раз-упрочняющий эффект (рис. 1.21). Вместе с тем, аналогичная перегрузка растягивающей силой вызывает эффект незначительного временного упрочнения. На этом примере видно, что механизмы мгновенно-пластического и вязкопластического деформирования могут определенным образом взаимодействовать друг с другом. Мгновенно-пластические деформации должны отражаться также и на сопротивлении длительному разрушению при ползучести, хотя экспериментально этот вопрос пока еще почти не изучен. [c.30]

Предельное состояние анизотропных тел может иметь различную физическую природу в зависимости от ориентации усилия, вида напряженного состояния (растяжение или сжатие) и других факторов. Зависимость физической природы предельных состояний от ориентации обнаруживается при изучении экспериментальных данных. [c.134]

В наше время поучительно проследить за той дискуссией, которая велась между экспериментаторами в течение XIX и XX столетий относительно существенных расхождений, которые были обнаружены между предсказаниями элементарной теории и экспериментальными наблюдениями. Еще в 1811 г. стало известно из хорошо поставленных экспериментов, что прогибы деревянных балок растут нелинейно и что упругая линия лучше аппроксимируется гиперболой, чем теоретической кривой, получаемой на основе линейной теории балок. В течение всех остальных десятилетий XIX века один экспериментатор за другим демонстрировали на образцах из различных материалов, что при кручении, изгибе, одноосном нагружении как на сжатие, так и на растяжение тщательные измерения показывают существенную и (к концу прошлого века неизменно обнаруживаемую (воспроизводимую)) нелинейность, которая проявляется при малых деформациях многих твердых тел, включая обычные металлы, и которая может быть обобщена и представлена аналитически. Измерения деформаций при одновременном изгибе и кручении образца проводил Кирхгоф в 50-х гг. прошлого века, а Карман в 1911 г, изучал одноосную деформацию при одновременном воздействии гидростатического давления. Исследование деформационных свойств человеческих тканей — костей, мышц, нервов и т. д.— началось в 40-х гг. прошлого века и в следующие три десятилетия породило широкие и стимулировавшие дальнейшее изучение вопроса исследования деформационных свойств живых и мертвых органических веществ при растяжении. В 60-х гг. XIX века в классических работах Треска по течению твердых тел впервые был введен предмет экспериментирования, который уже столетие подвергается спорам и объяснениям. Оригинальные эксперименты Треска по сей день остаются уникальными по своему значению. [c.31]

На деле всякая попытка реализовать эту программу встречается с весьма серьезными препятствиями. Так, при осевом растяжении достаточно длинного цилиндрического или призматического образца напряженное состояние не слишком близко от концов образца можно считать (макроскопически) однородным. Но уже в случае сжатия вопрос сильно усложняется. Дело в том, что испытывать на сжатие длинные образцы трудно из-за их склонности к выпучиванию, а при сжатии коротких призм или цилиндров влияние способа приложения нагрузки сказывается, в сущности, по всему образцу (даже при испытаниях со смазкой торцов и другими предосторожностями). За немногими исключениями затруднения такого рода возрастают с переходом к опытам при сложном напряженном состоянии, а нри изучении объемных напряженных состояний становятся часто непреодолимыми — достаточно чисто осуществить в опытах объемное напряженное состояние любого наперед заданного вида до сих пор не удается. В результате вместо конкретизации соотношений (4.18), (4.19) на основе экспериментальных данных приходится выбирать промежуточный путь, когда вид функции, входящей в эти соотношения, частью устанавливается с помощью теоретических соображений и гипотез, а частью — с по/ мощью экспериментальных данных. В роли первых часто используются разного рода обобщения классических теорий прочности, изложенных в предыдущем параграфе. [c.129]

На основании опытных данных, полученных различными авторами при изучении влияния трех простых видов нагружения при усталости (изгиб, кручение, растяжение — сжатие) в условиях разной асимметрии цикла установлено, что в воздухе или неактивной среде наименьшим пределом выносливости обладают образцы, подвергаемые циклическому кручению, а наибольшим — циклическому изгибу. Растяжение — сжатие занимает промежуточное положение. Соотношение между пределами выносливости, полученными при этих простых видах нагружения, во многом определяется свойствами материала. Так, у нормализованной стали 45 пределы выносливости при изгибе (о 1, растяжении — сжатии кручении (т ) в случае симметричного нагружения соответственно равны Й8 246 и 132 МПа, а у средне-легировэнной стали (С 0,32 % Ni 1,5 % Сг 0,5% Мп0,4 % Si 0,36% а = = 780 МПа ) эти пределы составляют 360 260 и 220 МПа. На основании анализа многочисленных экспериментальных данных предложены эмпирические зависимо-сти а- р д = (0,7 0,8) =а т = (0,57 i- 0,62) а , связывающие пределы выносливости при разных видах нагружения [ 130]. [c.114]

Циклическая анизотропия свойств материалов характеризует собой явление неодинакового сопротивления циклическому деформированию в направлении четных и нечетных полуциклов нагружения, что может объяснять наряду с другими причинами (различие исходных диаграмм растяжение—сжатие, асимметрия цикла напряжений) возникновение у некоторых материалов преимущественного одностороннего накопления пластических деформаций. Хотя большинство материалов является циклически изотропными, циклическая анизотропия может быть присуща ряду материалов — как циклически разупрочняющимся (сталь ТС), так и стабилизирующи.мся (В-95) и упрочняющимся (В-96, АК-8). Экспериментальное изучение зависимости ширины петли гистерезиса в первом полуцикле нагружения (считая исходное нагружение за нулевой полуцикл) от степени исходного деформирования при симметричном и асимметричном мягком нагружении устанавливает линейную связь между этими характеристиками (рис. 2.4) во всем диапазоне исследованных деформаций (до 10 е .). При построении зависимости для несимметричного цикла от амплитудных значений деформаций ёа в исходном нагружении экспе- [c.29]

Эксплуатационные режимы нагружения элементов конструкций имеют, как правило, более сложный характер, чем распространенные в практике экспериментов синусоидальные или треугольные формы циклов нагружения, хотя именно они являются наиболее часто используемыми при получении основных характеристик циклических свойств материалов и закономерностей их изменения в процессе деформирования. Синусоидальный или треугольный законы изменения напряжений и деформаций использовались в качестве основных и при экспериментальном изучении кинетики циклической и односторонне накапливаемой пласти ческих деформаций и их описании соответствующими зависимостями, рассмотренными в предыдущих главах. В ряде случаев условия эксплуатационного нагружения представляется возможным схематизировать такими упрощенными режимами. Однако в большинстве случаев для исследования поведения материала с учетом реальных условий оказывается необходимым рассмотрение и воспроизведение на экспериментальном оборудовании таких более сложных режимов, как двух-и многоступенчатое циклическое нагружение с различным чередованием уровней амплитуд напряжений и деформаций, нагружение трапецеидальными циклами с выдержками различной длительности на экстремумах нагрузки в полуциклах растяжения и (или) сжатия, а также в точках полного снятия нагрузки, двухчастотное и полигармо-ническое нагружение, нагружение со случайным чередованием амплитуд напряжений, соответствующим зарегистрированными в эксплуатации условиями. Особенно необходимым воспроизведение и исследование таких режимов становится в области повышенных и высоких температур, когда на характер и степень проявления температурно-временных эффектов, а следовательно, и на кинетику деформаций, существенное влияние оказывают факторы длительности, формы цикла и уровней напряжений или деформаций в процессе нагружения. Ниже приведены исследования закономерностей развития деформаций для ряда упомянутых режимов нагружения, позволяющие проанализировать применимость тех или иных уравнений кривых малоциклового деформирования и применение параметров этих уравнений при изменении режимов. [c.64]

В последнее время в механике разрушения придают большое значение экспериментальному изучению распространения трещин в материалах. В связи с технической сложностью осуществления двухосного напряженного состояния на плоских образцах особого внимания заслуживают тонкостенные трубчатые образцы (цилиндрические оболочки), па которых путем комбинации внутреннего или внешнего давления, растяжения — сжатия и кручения можно получить плоское напрял<енное состояние в широких пределах изменения главных напряжений. Применение таких образцов требует теоретического решения соответствующих задач. Рассмотренная вьнпе задача о напряженном состоянии цилиндрической оболочки с произвольно ориентированной трещиной может служить теоретической основой для проведения таких экспер№ментов. [c.296]

В XVIII в. экспериментальным изучением механических свойств лов занимались А. Паран, Б. Белидор, Р. Реомюр, Ж. Бюффон ш другие ученые. Большое число механических испытаний с различными материалами провел голландский физик Питер ван-Мушенбрук. Он сконструировал специальные установки рычажного типа для проведения испытаний на растяжение, сжатие и изгиб, а также изобрел специальные устройства для захвата торцов образцов в испытаниях на растяжение. Результаты этих испытаний были опубликованы в его книге Экспериментальная физика и геометрия [c.160]

Экспериментальное изучение свойств металлов в широком диапазоне изменб1шя скорости деформирования при растяжении и сжатии представляет сложную задачу. До настоящего времени при растяжении были исследованы скорости деформации до Ю Мсек. Естественно в связи с этим стремление исследователей использовать другие методы испытания. Например, Ф. Ф. Витманом и его сотрудниками было применено вдавливание конуса [57]. [c.72]

Вопрос об усталостной прочности при сложных напряженных состояниях исчерпывающе еще не изучен. Лучще других исследовано двухосное напряженное состояние, при котором одновременно действуют симметрично изменяющиеся циклические нормальные и касательные напряжения (циклическое растяжение-сжатие и кручение, циклический изгиб и кручение). Экспериментально найденные для этого случая предельные значения нормального напряжения пред и предельные напряжения сдвига можно выразить за- [c.281]

Интересно отметить, что, наряду с Навье, двумя другими участниками развития теории упругости в 20-х гг. прошлого века были О. Коши и С. Пуассои, которые вместе с П. Жираром в 1819 г. написали итоговый отчет Академии об экспериментальных работах Дюло 1813 г. (Duleau [1819, 1]). Подобно экспериментальной работе Дюпена по древесине, проводившиеся примерно в то же самое время исследования Дюло примечательны тем, что содержали первые серьезные эксперименты по малым де рмациям сжатия, растяжения, изгиба и кручения элементов, выполненных из железа. Эти данные Дюло сделались вехой в области изучения малых деформаций металлов в течение последующей трети столетня. [c.46]

В целом эффекты, рассматривавшиеся Баушингером, включали влияние времени на увеличение значения предела упругости уменьшение до нуля и постепенное возвращение значения предела упругости после превышения напряжением предела текучести непрерывное снижение предела упругости при сжатии или при растяжении после превышения предела упругости в первом нагружении, если оно имело место при растяжении или сжатии понижение уровня увеличенного предела упругости отжигом при достаточно высокой температуре влияние на значение предела упругости нескольких миллионов циклов изменения напряжений. Все эти эффекты представляют явление памяти материала, которое имеет чрезвычайное значение для современной теории континуальной среды. Любой экспериментатор наших дней, который не хочет понапрасну потерять время, должен начать с тщательного анализа этого отчета Баушингера 1886 г. и соответствующих его статей в журналах того времени, в которых он подробно комментирует смысл этих явлений. Подобно соотношению между работами Корню и Штраубела, отношение работ Видемана, Харстона и других к исследованию Баушингера представляет замечательный контраст, который иногда существует между относительно грубым первоначальным открытием и последующим законченным изучением. Подчас трудно оценить сравнительную важность этих этапов в экспериментальном познании. [c.71]

Основньши характеристиками материалов в пределах пропорциональности являются предел пропорциональности Од, предел текучести и предел прочности Св-, Упругие и механические характеристики материалов определяют экспериментально путем постановки опытов на растяжение и сжатие образцов, изготовленных из изучаемого материала. Для этой цели в лабораториях пользуются специальными машинами, способными деформировать и разрушать образцы. При этом с помощью точных приборов измеряют деформации образцов. Механические испытания материалов производят не только для изучения механических свойств материалов (прочности, пластичности, способности к упругим деформациям, способности сопротивляться ударным нагрузкам и т. д.), но и для проверки теоретических выводов (например, проверка гипотезы плоских сечений). [c.6]

Образцом с трещиной может считаться всякое тело в заключительной стадии разрушения. Поэтому наряду с испытаниями образцов с исходными трещинами почти всякое механическое испытание до разрушения гладкого или надрезанного образца в той или иной мере включает в себя оценку чувствительности к трещине. Интенсивное изучение в последние годы как математическими, так и экспериментальными методами процесса разрушения и влияния трещин на механические свойства материалов объясняется большим практическим значением этого вопроса. Основные данные и закономерности поведения образцов с трещиной получены при растяжении, изгибе или сочетании растяжения с изгибом, осуществляемом главным образом при внецентренном растяжении, в которое обычно переходит и исходное осевое растяжение ввиду несимметричного развития трещины.. Кручение и сжатие образцов с трещинами изучалось гораздо меньше (см., например [21, с. 141]). Наличие трещины сильнее, чем надрез, локализует деформацию и разрушение, при этом резко увеличивается локальное энергоснабжение. Поэтому материалы, особенно высокопрочные, с недостаточной способностью к местному энергопоглощению часто оказываются чувствительными к трещине. При этом наличие трещины резко снижает не только пластичность, но и прочность (рис. 18.11). Естествен- [c.121]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...