Лекция 5. Механические характеристики материала. Эпюры продольных сил и напряжений
Обзор: Механические характеристики материал. Допускаемые напряжения. Твердость материалов. Эпюры продольных сил и напряжений
Бесплатно
Просмотр: эта статья прочитана 6579 раз

pdf

Краткий обзор
Полностью материал скачивается выше, предварительно выбрав язык

Механические характеристики материалаОбзор

К механическим характеристикам относятся:

  • модуль упругости,
  • коэффициент Пуассона,
  • пластичность,
  • твердость,
  • прочность и др.

 Для определения этих характеристик используют испытаниz. Наиболее распространенные испытания на растяжение. Для испытаний используют специальные  образцы.

 Основной  целью испытаний является построение диаграммы растяжения-сжатия, т.е. зависимости  между силой, действующей на образец, и его удлинением.

Особенности диаграммы растяжения малоуглеродистой стали

  • упругая стадия, при сравнительно малых нагрузках материал подвержен закону Гуку и после прекращения нагрузки никаких остаточных деформации нет.
  • площадка текучести, в дальнейшем рост нагрузки замедляется и вскоре совсем прекращается. Явление  роста деформаций при постоянной нагрузке имеет название текучести.
  • упрочнение, после окончания стадии текучести образец снова начинает сопротивляться деформациям. Если повторно нагрузить образец исчезает участок текучести (f > OA), образец приобретает способность воспринимать без остаточных деформаций большие нагрузки. Явление увеличения упругих свойств в результате предварительного пластического деформирования имеет название наклеп.
  • точка, в которой наблюдается качественное изменение характера деформаций (образуется прогрессирующая шейка).  Разрушение может быть доведено до конца даже при уменьшении нагрузки.
  • точка  разрушение образца.

 Во избежание влияния размеров строят диаграмму зависимости напряжения от относительной деформации.

  • предел пропорциональности – наибольшие напряжения, до которых справедлив закон Гука (для стали 200 МПа).
  • предел упругости – наибольшие напряжения, до которых материал не имеет остаточных деформаций (для стали 200 МПа).
  • предел текучести – напряжение, при которых происходит рост деформаций без увеличения нагрузки (для стали 240 МПа).
  • предел прочности – напряжение, которые может выдержать образец без разрушения (для стали 400 МПа).

 Также определяются:

  • относительное окончательное  удлинение после разрушения:
  • относительное окончательное  сужение сечения образца в месте разрушения:

 В зависимости от   материалы делятся на:

  • пластичные ( > 5% (углеродная сталь, медь, алюминий),
  • хрупкие ( < 5% (чугун, бетон, инструментальная сталь).

 Диаграмма растяжения хрупких материалов не имеет площадки текучести.  Для них проводят испытание на сжатие, так как они лучше оказывают сопротивление сжатию, чем растяжения (Для пластичных материалов модуль упругости, предел упругости, предел текучести при растяжении и сжатии приблизительно одинаковы).

 Кроме хрупких и пластичных материалов существуют еще упруго-вязкие материалы (полиамиды). Для них характерно явление ползучести и релаксации напряжений.

 Ползучесть – это непрерывный рост пластических деформаций при неизменной нагрузке.
Релаксация напряжений – медленное уменьшение напряжений при неизменной полной деформации за счет увеличения пластической составляющей и уменьшения упругости.

 Допускаемые напряжения для пластичных материалов и хрупких материалов.

Условие прочности при растяжении:

Твердость материалов

 Для определения твердости существует три метода:

  1. Метод Бринеля - твердость определяется  как отношение силы, с которой вдавливается заготовленный шарик в материал к площади отпечатка.
  2. Метод Роквела – используется алмазный конус и заготовленный шарик, твердость определяется по разности на шкале прибора от действия предыдущей нагрузки до полной нагрузке (HRC – конус, HRВ – шарик)
  3. Метод Виленса - для определения твердости используется алмазная пирамида и определяется как отношение силы, с которой вдавливается заготовленный шарик в материал к площади

Эпюры продольных сил и напряжений

 Графики, показывающие, как изменяются внутренние усилия при переходе от сечения к сечению, называется эпюрами.

Правила построения эпюр:

  1. Ось, на которой строится эпюра (база), параллельна оси стержня.
  2. Ордината эпюры откладывается от оси эпюры по перпендикуляру.
  3. Штрихуют эпюры линиями, которые перпендикулярны к базы.
  4. Для усилий выбирают определенный масштаб, проставляют значение характерных ординат, в поле эпюры ставят знак усилия.

 Пример: Для стального стержня выявить закон изменения продольных сил, напряжений и перемещений, если Е =2 105МПа. Договоримся считать продольную силу положительной, если она вызывает растяжение.
 

Формат: pdf

Язык: русский, украинский

Размер: 420 КВ

Пример решения задачи на растяжение-сжатие

Получить RSS Еще публикации по теме

Больше статей...

 На главную страницу

Оцените сайт

Примеры расчетов
Пример расчета прямозубой цилиндрической передачи
Пример расчета прямозубой цилиндрической передачи. Выполнен выбор материала, расчет допускаемых напряжений, расчет на контактную и изгибную прочность.

Пример решения задачи на изгиб балки
В примере построены эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, найдено опасное сечение и подобран двутавр. В задаче проанализировано построение эпюр с помощью дифференциальных зависимостей, провелен сравнительный анализ различных поперечных сечений балки.

Пример решения задачи на кручение вала
Задача состоит в проверке прочности стального вала при заданном диаметре, материале и допускаемых напряжениях. В ходе решения строятся эпюры крутящих моментов, касательных напряжений и углов закручивания. Собственный вес вала не учитывается

Пример решения задачи на растяжение-сжатие стержня
Задача состоит в проверке прочности стального стержня при заданных допускаемых напряжениях. В ходе решения строятся эпюры продольных сил, нормальных напряжений и перемещений. Собственный вес стержня не учитывается

Применение теоремы о сохранении кинетической энергии
Пример решения задачи на применение теоремы о сохранение кинетической энергии механической системы

Определение реакций опор твердого тела
Исходные данные и примеры решения задачи Определение реакций опор твердого тела (задача С-2 из cборника заданий для курсовых работ по теоретической механике А.А. Яблонского)

Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям движения
Пример решение задачи на определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям движения

Определение скоростей и ускорений точек твердого тела при плоскопараллельном движении
Пример решения задачи на определение скоростей и ускорений точек твердого тела при плоскопараллельном движении

Определение усилий в стержнях плоской фермы
Пример решения задачи на определение усилий в стержнях плоской фермы методом Риттера и методом вырезания узлов

Применение теоремы об изменении кинетического момента
Пример решения задачи на применение теоремы об изменении кинетического момента для определения угловой скорости тела, совершающего вращение вокруг неподвижной оси.


Учебники
А.А. Яблонский, В.М. Никифорова Курс теоретической механики, т.1 и 2
Курс теоретической механики для студентов высших учебных заведений в двух томах.

С.М. Тарг. Краткий курс теоретической механики
С.М. Тарг. Краткий курс теоретической механики. 10-е издание,1986 г.

Беляев Н.М. Сопротивление материалов
Учебник по сопротивлению материалов для студентов политехнических, транспортных, строительных, гидротехнических, энергетических и машиностроительных вузов

М.Н.Иванов, В.А. Финогенов - Детали машин
Учебник по дисциплине 'Детали машин и основы конструирования' в электронном формате. 12-е издание, исправленное, год издания 2008.

Н.Ф.Киркач, Р.А.Баласанян - Расчет и проектирование деталей машин Учебник по дисциплине Детали машин и основы конструирования в формате djvu

В.И.Анурьев. Справочник инженера конструктора Три тома cправочника инженера-конструктора. Приведены современные справочные сведения по расчету и конструкциям осей, валов,подшипников, муфт, механический передач, разъемных соединений. Материалы, допуски и посадки и др.

ГОСТ 19523-81 Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А Выписка из ГОСТ 19523-81 Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А мощностью 0,55 кВт до 15кВт, мощность, асинхронная частота вращения, геометрические размеры

ГОСТ 25347-82 «ЕСДП, поля допусков и рекомендуемые посадки» (СТ СЭВ 144-75) Настоящий стандарт распространяется на гладкие элементы деталей с номинальными размерами до 3150 мм и устанавливает поля допусков для гладких деталей в посадках и для несопрягаемых элементов.

ГОСТ 520-2002. Подшипники качения Стандарт устанавливает допуски на основные размеры и точность вращения подшипников и другие технические требования

Больше закачек...