 |
Механические характеристики. Основные характеристики прочности. Характеристики пластичности материала. Виды диаграмм растяжения
|
|
|
|
Механические характеристики
При построении приведенной диаграммы рассчитываются величины, имеющие условный характер, усилия в каждой из точек
190 Лекция 22
делят на величину начальной площади поперечного сечения, хотя в каждый момент идет деформация и площадь образца уменьшается. Приведенная диаграмма растяжения не зависит от абсолютных размеров образца (рис. 22. 4).
Основные характеристики прочности.
— предел пропорциональности σ пи = F1/Aq;
— предел упругости σ у = F2/A0;
— предел текучести σ т = F3/Aq;
— предел прочности, или временное сопротивление разрыву,
— начальная площадь сечения.
Характеристики пластичности материала
δ — максимальное удлинение в момент разрыва
где Δ lтax — максимальное остаточное удлинение (рис. 22. 3);
ψ — максимальное сужение при разрыве
где Aш — площадь образца в месте разрыва.
Характеристики пластичности определяют способность материала к деформированию, чем выше значения δ иψ, тем материал пластичнее.
Тема 2. 2. Механические испытания 191
Виды диаграмм растяжения
Различные материалы по-разному ведут себя под нагрузкой, характер деформаций и разрушения зависит от типа материалов.
Принято делить материалы по типу их диаграмм растяжения на три группы. К первой группе относят пластичные материалы, эти материалы имеют на диаграмме растяжения площадку текучести (диаграммы первого типа) (рис. 22. 5а). Ко второй группе относятся хрупкие материалы, эти материалы мало деформируются, разрушаются по хрупкому типу. На диаграмме нет площадки текучести (рис. 22. 56).
|
|
|
К третьей группе относят материалы, не имеющие площадку текучести, но значительно деформирующиеся под нагрузкой, их называют пластично-хрупкими (рис. 22. 5в).
Таким образом, хрупкий и пластично-хрупкий материалы не имеют площадки текучести, а в справочниках отсутствует характеристика «предел текучести». По этой особенности их можно узнать.
Пластично-хрупкие материалы значительно деформируются, этого нельзя допустить в работающей конструкции. Поэтому их деформацию обычно ограничивают. Максимально возможная относительная деформация ε = 0, 2 %. По величине максимально возможной деформации определяется соответствующее нормальное напряжение σ 0, 2, которое принимают за предельное.
Предельные и допустимые напряжения
Предельным напряжением считают напряжение, при котором
192 Лекция 22
в материале возникает опасное состояние (разрушение или опасная деформация).
Для пластичных материалов предельным напряжением считают предел текучести, т. к. возникающие пластические деформации не исчезают после снятия нагрузки:
Для хрупких материалов, где пластические деформации отсутствуют, а разрушение возникает по хрупкому типу (шейки не образуется), за предельное напряжение принимают предел прочности:
Для пластично-хрупких материалов предельным напряжением считают напряжение, соответствующее максимальной деформации 0, 2% (σ 0, 2): 
Допускаемое напряжение— максимальное напряжение, при котором материал должен нормально работать.
Допускаемые напряжения получают по предельным с учетом запаса прочности: 
|
|
|
где [σ ] — допускаемое напряжение; s — коэффициент запаса прочности; [s] — допускаемый коэффициент запаса прочности.
Примечание. В квадратных скобках принято обозначать допускаемое значение величины.
Допускаемый коэффициент запаса прочности зависит от качества материала, условий работы детали, назначения детали, точности обработки и расчета и т. д.
Он может колебаться от 1, 25 для простых деталей до 12, 5 для. сложных деталей, работающих при переменных нагрузках в условиях ударов и вибраций.
|
|
|
