Rakendatud koormus (jõud). Tuleb märkida, et paljudes materjalides põhjustab elastsuse piirini koormus pöörduvaid (ehk üldiselt elastseid) deformatsioone, kuid pingetega ebaproportsionaalseid. Lisaks võivad need deformatsioonid nii peale- kui ka mahalaadimisel koormuse suurenemisest maha jääda.

Märge

Vaata ka

• Elastsuspiir, tõmbetugevus, voolavuspiir
• GOST 1497-84 METALLID. Tõmbetugevuse katsemeetodid.

Wikimedia sihtasutus. 2010. aasta.

• Soovide piir
• Elastne piirang

Vaadake, mis on "proportsionaalsuse piir" teistes sõnaraamatutes:

Proportsionaalsuse piirang- – materjalide mehaanilised omadused: pinge, mille juures hälve pinge ja deformatsiooni lineaarsest seosest saavutab teatud tehniliste tingimustega kehtestatud väärtuse. Proportsionaalsuse piir... Ehitusmaterjalide terminite, definitsioonide ja selgituste entsüklopeedia

PROPORTSIONAALSUSLIIT- maksimaalne pinge, milleni pinge ja deformatsiooni proportsionaalsuse seadust järgitakse muutuva koormuse korral. Samoilov K.I. Meresõnaraamat. M. L.: ENSV NKVMF Riiklik Mereväe Kirjastus, 1941 ... Meresõnaraamat

proportsionaalsuse piir- Mehaaniline pinge, koormuse all, mille võrra deformatsioon suureneb võrdeliselt pingega (Hooke'i seadus on täidetud). Mõõtühik Pa [Mittepurustav katsesüsteem. Mittepurustavate katsete tüübid (meetodid) ja tehnoloogia. Tingimused ja...... Tehniline tõlkija juhend

PROPORTSIONAALSUSLIIT- mehaaniline materjalide omadused: pinge, mille juures hälve pinge ja deformatsiooni lineaarsest seosest saavutab teatud kindluse. tehniliste poolt määratud väärtus tingimused (näiteks nurga puutuja suurendamine, pildid, ... ... Suur entsüklopeediline polütehniline sõnaraamat

Proportsionaalsuse piirang- Proportsionaalsuse piirmäär Proportsionaalsuse piir. Maksimaalne pinge metallis, mille korral pinge ja deformatsiooni vahelist otseselt proportsionaalset suhet ei rikuta. Vaata ka Hooke'i seadust Hooke'i seadust ja elastsuspiirang Elastsuspiir.… … Metallurgia terminite sõnastik

proportsionaalsuse piir- tingimuslik pinge, mis vastab üleminekupunktile pinge-deformatsiooni kõvera lineaarsest lõigust kõverjoonelisele (elastsest deformatsioonile). Vaata ka: Füüsiline voolavuspiir... Metallurgia entsüklopeediline sõnaraamat

Proportsionaalsuse piirang- suurim pinge üheteljeliste tõmbe- (surve)katsete ajal, milleni säilib otsene proportsionaalsus pingete ja deformatsioonide vahel ning mille puhul hälve nendevahelisest lineaarsest suhtest jõuab selle väikese väärtuseni ... Ehitussõnastik

PROPORTSIONAALSUSLIIT- tingimuslik pinge, mis vastab üleminekupunktile pinge-deformatsiooni kõvera lineaarsest lõigust kõverjoonelisele (elastsest plastilisele deformatsioonile) ... Metallurgia sõnastik

Proportsionaalsuse piirang s tk- pinge, mille juures hälve jõu ja pikenemise lineaarsest suhtest saavutab sellise väärtuse, et jõu pikenemise kõvera puutuja poolt moodustatud kaldenurga puutuja jõu teljega punktis PPT suureneb 50% võrra ... ...

Väändeproportsionaalsuse piir- 2. Väände proportsionaalsuse piir, tangentsiaalne pinge näidise ristlõike perifeersetes punktides, arvutatuna elastse torsiooni valemi abil, mille korral hälve koormuse ja pöördenurga vahelisest lineaarsest suhtest. ... ... Normatiivse ja tehnilise dokumentatsiooni terminite sõnastik-teatmik

PROPORTSIONAALSUSLIIT

mehaanilised materjalide omadused: pinge, mille juures hälve pingete ja deformatsioonide lineaarsest seosest saavutab teatud määratluse. tehniliste poolt määratud väärtus tingimused (näiteks nurga puutuja suurenemine, kujutised, deformatsioonikõvera puutuja pingeteljega 10, 25, 50% võrra selle algväärtusest). Määratud b pch. P. p. piirab justiitsala Hooke'i seadus. Praktikas Tugevusarvutustes eeldatakse, et P. punkt on võrdne saagikuse piir. Vaata joon.

Artiklitele Proportsionaalne piir, Tugevuse piir, Tootlikkuse piir, Elastsuspiir. Plastilise metalli proovi venitamisel saadud tingimuslike pingete skeem: b - pinge; e - suhteline pikenemine; b pc - proportsionaalsuse piir; (Tu - elastsuse piir; (Tm - voolavuspiir; O, - tõmbetugevus (ajutine takistus)

Suur entsüklopeediline polütehniline sõnaraamat. 2004 .

Vaadake, mis on "PRORPORTATIONAL LIMIT" teistes sõnaraamatutes:

Proportsionaalsuse piirang- – materjalide mehaanilised omadused: pinge, mille juures hälve pinge ja deformatsiooni lineaarsest seosest saavutab teatud tehniliste tingimustega kehtestatud väärtuse. Proportsionaalsuse piir... Ehitusmaterjalide terminite, definitsioonide ja selgituste entsüklopeedia

Suurim pinge, milleni pinge ja deformatsiooni proportsionaalsuse seadust järgitakse muutuva koormuse korral. Samoilov K.I. Meresõnaraamat. M. L.: ENSV NKVMF Riiklik Mereväe Kirjastus, 1941 ... Meresõnaraamat

proportsionaalsuse piir- Mehaaniline pinge, koormuse all, mille võrra deformatsioon suureneb võrdeliselt pingega (Hooke'i seadus on täidetud). Mõõtühik Pa [Mittepurustav katsesüsteem. Mittepurustavate katsete tüübid (meetodid) ja tehnoloogia. Tingimused ja...... Tehniline tõlkija juhend

Proportsionaalsuspiir Proportsionaalsuse piir. Maksimaalne pinge metallis, mille korral pinge ja deformatsiooni vahelist otseselt proportsionaalset suhet ei rikuta. Vaata ka Hooke'i seadust Hooke'i seadust ja elastsuspiirang Elastsuspiir.… … Metallurgia terminite sõnastik

proportsionaalsuse piir- tingimuslik pinge, mis vastab üleminekupunktile pinge-deformatsiooni kõvera lineaarsest lõigust kõverjoonelisele (elastsest deformatsioonile). Vaata ka: Füüsiline voolavuspiir... Metallurgia entsüklopeediline sõnaraamat

- () pinge maksimaalne väärtus, mille juures Hooke'i seadus on endiselt täidetud, see tähendab, et keha deformatsioon on otseselt võrdeline rakendatava koormuse (jõuga). Tuleb märkida, et paljudes materjalides põhjustab elastsuse piirini laadimine... ... Wikipedia

Suurim pinge üheteljeliste tõmbe- (surve)katsete ajal, milleni säilib otsene proportsionaalsus pingete ja deformatsioonide vahel ning mille puhul hälve nendevahelisest lineaarsest suhtest jõuab selle väikese väärtuseni ... Ehitussõnastik

PROPORTSIONAALSUSLIIT- tingimuslik pinge, mis vastab üleminekupunktile pinge-deformatsiooni kõvera lineaarsest lõigust kõverjoonelisele (elastsest plastilisele deformatsioonile) ... Metallurgia sõnastik

Proportsionaalsuse piirang s tk- pinge, mille juures hälve jõu ja pikenemise lineaarsest suhtest saavutab sellise väärtuse, et jõu pikenemise kõvera puutuja poolt moodustatud kaldenurga puutuja jõu teljega punktis PPT suureneb 50% võrra ... ...

Väändeproportsionaalsuse piir- 2. Väände proportsionaalsuse piir, tangentsiaalne pinge näidise ristlõike perifeersetes punktides, arvutatuna elastse torsiooni valemi abil, mille korral hälve koormuse ja pöördenurga vahelisest lineaarsest suhtest. ... ... Normatiivse ja tehnilise dokumentatsiooni terminite sõnastik-teatmik

Tänapäeval on materjaliproovide testimiseks mitu meetodit. Samas on ühed lihtsamad ja paljastavamad katsed tõmbe- (tõmbe)katsed, mille abil on võimalik määrata materjali proportsionaalsuspiiri, voolavuspiiri, elastsusmoodulit ja muid olulisi omadusi. Kuna materjali pingeseisundi kõige olulisem tunnus on deformatsioon, võimaldab näidise teadaolevate mõõtmete ja näidisele mõjuvate koormuste deformatsiooniväärtuse määramine kindlaks teha materjali ülaltoodud omadused.

Siin võib tekkida küsimus: miks me ei saa lihtsalt määrata materjali vastupidavust? Fakt on see, et absoluutselt elastsed materjalid, mis varisevad kokku alles pärast teatud piiri - takistuse ületamist, eksisteerivad ainult teoreetiliselt. Tegelikkuses on enamikul materjalidel nii elastsed kui ka plastilised omadused; millised need omadused on, vaatleme allpool metallide näitel.

Metallide tõmbekatsed viiakse läbi vastavalt standardile GOST 1497-84. Sel eesmärgil kasutatakse standardnäidiseid. Katseprotseduur näeb välja umbes selline: proovile rakendatakse staatiline koormus ja määratakse proovi absoluutne pikenemine Δl, siis koormus suureneb teatud astme väärtuse võrra ja määratakse uuesti proovi absoluutne pikenemine jne. Saadud andmete põhjal koostatakse pikenemise ja koormuse graafik. Seda graafikut nimetatakse pingediagrammiks.

Joonis 318.1. Teraseproovi pingediagramm.

Sellel diagrammil näeme 5 iseloomulikku punkti:

1. Proportsionaalsuse piir R p(punkt A)

Proportsionaalsuse piiri saavutamisel on proovi ristlõike normaalpinged võrdsed:

σ p = P p /F o (318.2.1)

Proportsionaalsuspiir piirab diagrammil elastsete deformatsioonide pindala. Selles jaotises on deformatsioonid otseselt võrdelised pingetega, mida väljendab Hooke'i seadus:

R p = kΔl (318.2.2)

kus k on jäikuse koefitsient:

k = EF/l (318.2.3)

kus l on valimi pikkus, F on ristlõike pindala, E on Youngi moodul.

Elastsed moodulid

Materjalide elastsusomaduste peamised karakteristikud on Youngi moodul E (esimest tüüpi elastsusmoodul, tõmbeelastsusmoodul), teist tüüpi elastsusmoodul G (elastsusmoodul nihkes) ja Poissoni suhe μ (ristisuunaline). deformatsioonikoefitsient).

Youngi moodul E näitab normaalpingete ja suhteliste deformatsioonide suhet proportsionaalsuse piirides

Youngi moodul määratakse empiiriliselt ka standardsete tõmbeproovide testimisel. Kuna materjali normaalpinged on võrdsed jõuga jagatud algse ristlõike pindalaga:

σ = Р/F о (318.3.1), (317.2)

ja suhteline pikenemine ε - absoluutse deformatsiooni suhe algpikkusesse

ε pr = Δl/l o (318.3.2)

siis saab Youngi moodulit vastavalt Hooke'i seadusele väljendada järgmiselt

E = σ/ε pr = Pl o /F o Δl = tg α (318.3.3)

Joonis 318.2. Mõnede metallisulamite pingediagrammid

Poissoni suhe μ näitab põik- ja pikisuunaliste deformatsioonide suhet

Koormuste mõjul ei suurene mitte ainult proovi pikkus, vaid väheneb ka vaadeldava ristlõike pindala (kui eeldame, et materjali maht elastse deformatsiooni piirkonnas jääb konstantseks, siis proovi pikkuse suurenemine toob kaasa ristlõikepinna vähenemise). Ümmarguse ristlõikega proovi puhul saab ristlõike pindala muutust väljendada järgmiselt:

ε pop = Δd/d o (318.3.4)

Seejärel saab Poissoni suhet väljendada järgmise võrrandiga:

μ = ε pop /ε pr (318.3.5)

Nihkemoodul G näitab nihkepingete suhet T nihkenurgani

Nihkemoodulit G saab katseliselt määrata, katsetades katsekehasid väände suhtes.

Nurkdeformatsioonide ajal ei liigu vaadeldav sektsioon lineaarselt, vaid teatud nurga all - nihkenurk γ algsektsiooni suhtes. Kuna nihkepinge on võrdne jõuga, mis on jagatud selle tasandi pindalaga, millel jõud toimib:

T= Р/F (318.3.6)

ja kaldenurga puutujat saab väljendada absoluutse deformatsiooni suhtena Δl kauguseni h absoluutse deformatsiooni registreerimiskohast punktini, mille suhtes pöörde sooritati:

tgγ = Δl/h (318.3.7)

siis nihkenurga väikeste väärtuste korral saab nihkemoodulit väljendada järgmise võrrandiga:

G= T/γ = Ph/FΔl (318.3.8)

Youngi moodul, nihkemoodul ja Poissoni suhe on omavahel seotud järgmise seosega:

E = 2(1 + μ)G (318.3.9)

Konstantide E, G ja µ väärtused on toodud tabelis 318.1

Tabel 318.1. Mõne materjali elastsusomaduste ligikaudsed väärtused

Märge: Elastsusmoodulid on konstantsed väärtused, kuid erinevate ehitusmaterjalide tootmistehnoloogiad muutuvad ja elastsusmoodulite täpsemad väärtused peaksid selguma vastavalt hetkel kehtivatele normatiivdokumentidele. Betooni elastsusmoodul sõltub betooni klassist ja seetõttu ei ole seda siin antud.

Elastsed omadused määratakse erinevatele materjalidele elastsete deformatsioonide piirides, mis on pingediagrammil punktiga A piiratud. Samal ajal saab pingediagrammil tuvastada veel mitu punkti:

2. Elastsuspiir Р у

Normaalsed pinged proovi ristlõikes elastsuse piiri saavutamisel on võrdsed:

σ y = Р y /F o (318.2.4)

Elastsuspiir piirab piirkonda, kus tekkivad plastilised deformatsioonid jäävad teatud väikese väärtuse piiresse, mis on normaliseeritud tehniliste tingimustega (näiteks 0,001%; ​​0,01% jne). Mõnikord määratakse elastsuspiir vastavalt tolerantsile σ 0,001, σ 0,01 jne.

3. Tootmistugevus Р t

σ t = Р t /F o (318.2.5)

Piirab diagrammi pindala, milles deformatsioon suureneb ilma koormuse olulise suurenemiseta (jõulisuse olek). Sel juhul toimub kogu proovi mahu ulatuses sisemiste sidemete osaline purunemine, mis põhjustab olulisi plastilisi deformatsioone. Proovimaterjal ei hävi täielikult, kuid selle esialgsed geomeetrilised mõõtmed muutuvad pöördumatult. Proovide poleeritud pinnal jälgitakse saagisnäitajaid - nihkejooni (avastas professor V.D. Chernov). Erinevate metallide puhul on nende joonte kaldenurgad erinevad, kuid jäävad vahemikku 40-50 o. Sel juhul kulub osa kogunenud potentsiaalsest energiast pöördumatult sisemiste sidemete osaliseks purunemiseks. Pingete testimisel on tavaks eristada ülemist ja alumist voolavuspiiri - vastavalt suurimat ja madalaimat pinget, mille korral plastiline (jääk)deformatsioon suureneb efektiivse koormuse peaaegu konstantsel väärtusel.

Pingediagrammid näitavad madalamat voolavuspiiri. Just seda piiri enamiku materjalide puhul võetakse materjali standardtakistuseks.

Mõnel materjalil puudub väljendunud saagikuse platoo. Nende puhul võetakse tingimuslikuks voolavuspiiriks σ 0,2 pinge, mille juures proovi jääkpikenemine saavutab väärtuse ε ≈0,2%.

4. Tõmbetugevus P max (ajutine tugevus)

Normaalsed pinged proovi ristlõikes, kui saavutatakse lõplik tugevus, on võrdsed:

σ in = P max /F o (318.2.6)

Pärast ülemise voolavuspiiri ületamist (pole pingediagrammidel näidatud) hakkab materjal taas koormustele vastu pidama. Maksimaalse jõu P max korral algab materjali sisemiste sidemete täielik hävimine. Sellisel juhul koonduvad plastsed deformatsioonid ühte kohta, moodustades proovis nn kaela.

Maksimaalsel koormusel tekkivat pinget nimetatakse materjali tõmbetugevuseks või tõmbetugevuseks.

Tabelites 318.2–318.5 on toodud mõnede materjalide ligikaudsed tugevusväärtused:

Tabel 318.2 Mõnede ehitusmaterjalide survetugevuse (ajutise tugevuse) ligikaudsed piirid.

Märge: metallide ja sulamite puhul tuleks tõmbetugevuse väärtus kindlaks määrata vastavalt regulatiivsetele dokumentidele. Mõne teraseklassi ajutiste takistuste väärtust saab vaadata.

Tabel 318.3. Mõnede plastide ligikaudsed tugevuspiirid (tõmbetugevused).

Tabel 318.4. Mõnede kiudude ligikaudsed tõmbetugevused

Tabel 318.5. Mõne puiduliigi ligikaudsed tugevuspiirid

5. Materjali hävitamine P r

Kui vaadata pingediagrammi, siis tundub, et materjali hävimine toimub koormuse vähenedes. Selline mulje tekib seetõttu, et "kaela" moodustumise tulemusena muutub proovi ristlõikepindala "kaela" piirkonnas oluliselt. Kui koostate madala süsinikusisaldusega terasest näidise jaoks pingediagrammi sõltuvalt muutuvast ristlõikepindalast, näete, et vaadeldava lõigu pinged suurenevad teatud piirini:

Joonis 318.3. Pingediagramm: 2 - esialgse ristlõikepinna suhtes, 1 - muutuva ristlõikepinna suhtes kaela piirkonnas.

Sellegipoolest on õigem arvestada materjali tugevusomadusi võrreldes algse sektsiooni pindalaga, kuna tugevusarvutused hõlmavad harva esialgse geomeetrilise kuju muutusi.

Üks metallide mehaanilisi omadusi on ristlõikepinna suhteline muutus ψ kaelapiirkonnas, väljendatuna protsentides:

ψ = 100(F o - F)/F o (318.2.7)

kus F o on proovi esialgne ristlõike pindala (ristlõike pindala enne deformatsiooni), F on ristlõike pindala "kaela" piirkonnas. Mida suurem on ψ väärtus, seda rohkem väljenduvad materjali plastilised omadused. Mida väiksem on ψ väärtus, seda suurem on materjali haprus.

Kui liita proovi rebenenud osad ja mõõta selle pikenemist, selgub, et see on väiksem kui diagrammil näidatud pikenemine (lõigu NL pikkuse võrra), kuna pärast purunemist elastsed deformatsioonid kaovad ja jäävad ainult plastilised deformatsioonid. . Plastilise deformatsiooni (pikenemise) suurus on samuti oluline materjali mehaaniliste omaduste tunnus.

Lisaks elastsusele, kuni purunemiseni, koosneb täielik deformatsioon elastsetest ja plastilistest komponentidest. Kui viia materjal voolavuspiiri ületavatele pingetele (joonis 318.1 mingi punkt voolavuspiiri ja tõmbetugevuse vahel) ja seejärel maha laadida, siis jäävad proovisse plastsed deformatsioonid, kuid mõne aja möödudes uuesti laadides elastsuspiir muutub kõrgemaks, kuna sel juhul muutub näidise geomeetrilise kuju muutumine plastiliste deformatsioonide tagajärjel justkui sisemiste ühenduste toime tulemuseks ja muutunud geomeetriline kuju saab esialgseks üks. Seda materjali peale- ja mahalaadimisprotsessi saab korrata mitu korda ning materjali tugevusomadused suurenevad:

Joonis 318.4. Pingediagramm töökarastamisel (kald sirgjooned vastavad mahalaadimisele ja korduvale laadimisele)

Seda materjali tugevusomaduste muutust, mis saadakse korduva staatilise koormuse käigus, nimetatakse töökarastamiseks. Kui aga külmkarastamisel metalli tugevus suureneb, vähenevad selle plastilised omadused ja suureneb haprus, mistõttu peetakse tavaliselt kasulikuks suhteliselt väikest karastumist.

Deformatsiooni töö

Mida suuremad on materjali osakeste vastasmõju sisejõud, seda suurem on materjali tugevus. Seetõttu võib pikenemiskindluse väärtus materjali mahuühiku kohta olla selle tugevuse tunnuseks. Sel juhul ei ole tõmbetugevus antud materjali tugevusomaduste ammendav näitaja, kuna see iseloomustab ainult ristlõikeid. Rebenemise korral hävivad ühendused kogu ristlõikepinna ulatuses ja nihke ajal, mis tekivad mistahes plastilise deformatsiooni ajal, hävivad ainult lokaalsed ühendused. Nende ühenduste hävitamiseks kulutatakse teatud hulk sisemiste interaktsioonijõudude tööd, mis on võrdne nihkele kulutatud välisjõudude tööga:

A = РΔl/2 (318.4.1)

kus 1/2 on koormuse staatilise toime tulemus, mis suureneb 0-st P-ni selle rakendamise ajal (keskmine väärtus (0 + P)/2)

Elastse deformatsiooni ajal määrab jõudude töö kolmnurga OAB pindalaga (vt joonis 318.1). Proovi deformatsioonile ja selle hävitamisele kulunud kogu töö:

A = ηР max Δl max (318.4.2)

kus η on diagrammi täielikkuse koefitsient, mis on võrdne kogu diagrammi pindala suhtega, mida piiravad kõver AM ja sirged OA, MN ja ON, ristküliku pindalaga külgedega 0P max (piki P-telge) ja Δl max (punktiirjoon joonisel 318.1). Sel juhul on vaja lahutada kolmnurga MNL pindalaga määratud töö (seotud elastsete deformatsioonidega).

Proovi plastiliseks deformeerimiseks ja hävitamiseks kulutatud töö on materjali üks olulisi omadusi, mis määrab selle hapruse astme.

Kompressioonipinge

Survedeformatsioonid on sarnased tõmbedeformatsioonidega: esiteks tekivad elastsed deformatsioonid, millele lisanduvad plastilised deformatsioonid üle elastsuspiiri. Deformatsiooni ja murdumise olemus kokkusurumisel on näidatud joonisel fig. 318,5:

Joonis 318.5

a - plastmaterjalide jaoks; b - õrnade materjalide jaoks; c - puidu puhul piki süüt, d - puidu jaoks, mis on piki terast.

Survekatsed on plastmaterjalide mehaaniliste omaduste määramiseks vähem mugavad, kuna rikkehetke registreerimine on keeruline. Metallide mehaanilise katsetamise meetodeid reguleerib GOST 25.503-97. Kompressiooni testimisel võivad proovi kuju ja mõõtmed olla erinevad. Erinevate materjalide tõmbetugevuse ligikaudsed väärtused on toodud tabelites 318.2 - 318.5.

Kui materjal on pideva pinge all, siis peaaegu hetkelisele elastsele deformatsioonile lisandub järk-järgult täiendav elastne deformatsioon. Koormuse täielikul eemaldamisel väheneb elastne deformatsioon võrdeliselt pingete vähenemisega ja täiendav elastne deformatsioon kaob aeglasemalt.

Tekkivat täiendavat elastset deformatsiooni pideva pinge all, mis ei kao kohe pärast mahalaadimist, nimetatakse elastseks järelmõjuks.

Temperatuuri mõju materjalide mehaaniliste omaduste muutustele

Tahke olek ei ole aine ainus agregatsiooni olek. Tahked ained eksisteerivad ainult teatud temperatuuri- ja rõhuvahemikus. Temperatuuri tõus toob kaasa faasi ülemineku tahkest olekust vedelaks ja üleminekuprotsessi ennast nimetatakse sulamiseks. Sulamistemperatuurid, nagu ka muud materjalide füüsikalised omadused, sõltuvad paljudest teguritest ja määratakse ka eksperimentaalselt.

Tabel 318.6. Mõnede ainete sulamistemperatuurid

Märge: Tabelis on toodud sulamistemperatuurid atmosfäärirõhul (va heelium).

Tabelites 318.1-318.5 toodud materjalide elastsus- ja tugevusnäitajad määratakse reeglina temperatuuril +20 o C. GOST 25.503-97 võimaldab testida metalliproove temperatuurivahemikus +10 kuni +35 o C. .

Temperatuuri muutumisel muutub keha potentsiaalne energia, mis tähendab, et muutub ka sisemiste vastasmõjujõudude väärtus. Seetõttu ei sõltu materjalide mehaanilised omadused mitte ainult temperatuuri absoluutväärtusest, vaid ka selle toime kestusest. Enamiku materjalide puhul vähenevad kuumutamisel tugevusnäitajad (σ p, σ t ja σ v), samas kui materjali plastilisus suureneb. Temperatuuri langedes suurenevad tugevusomadused, kuid samal ajal suureneb haprus. Kuumutamisel Youngi moodul E väheneb ja Poissoni suhe suureneb. Kui temperatuur langeb, toimub vastupidine protsess.

Joonis 318.6. Temperatuuri mõju süsinikterase mehaanilistele omadustele.

Värviliste metallide ja nendest valmistatud sulamite kuumutamisel langeb nende tugevus koheselt ning 600° C lähedasel temperatuuril kaob see praktiliselt. Erandiks on aluminotermiline kroom, mille tõmbetugevus suureneb temperatuuri tõustes ja saavutab temperatuuril 1100°C maksimumi σ in1100 = 2σ in20.

Vase, vasesulamite ja magneesiumi elastsusomadused vähenevad temperatuuri tõustes ning alumiiniumi omad suurenevad. Plastide ja kummi kuumutamisel väheneb järsult nende tõmbetugevus ning jahutamisel muutuvad need materjalid väga hapraks.

Radioaktiivse kiirguse mõju mehaaniliste omaduste muutustele

Kiirgus mõjutab erinevaid materjale erinevalt. Anorgaanilise päritoluga materjalide kiiritamine oma mõjult mehaanilistele karakteristikutele ja plastilisusomadustele sarnaneb temperatuuri langusega: radioaktiivse kiirguse doosi suurenemisega suureneb tõmbetugevus ja eriti voolavuspiir ning vähenevad plastilisusnäitajad.

Plastide kiiritamine toob kaasa ka hapruse suurenemise ning kiiritamine mõjutab nende materjalide tõmbetugevust erinevalt: mõnel plastikul see peaaegu puudub (polüetüleen), teistel põhjustab tõmbetugevuse olulist vähenemist (katamen), ja teistes suurendab tõmbetugevust (selecton ).

Tõmbetugevus

Konkreetse materjali teatud läviväärtus, mille ületamine viib objekti hävimiseni mehaanilise pinge mõjul. Peamised tugevuspiiride tüübid: staatiline, dünaamiline, surve- ja tõmbetugevus. Näiteks tõmbetugevus on konstantse (staatiline piir) või muutuva (dünaamiline piir) mehaanilise pinge piirväärtus, mille ületamisel toode puruneb (või deformeerub lubamatult). Mõõtühik – Pascal [Pa], N/mm² = [MPa].

Tootmistugevus (σ t)

Mehaanilise pinge suurus, mille korral deformatsioon suureneb ilma koormust suurendamata; kasutatakse plastmaterjalide lubatud pingete arvutamiseks.

Pärast voolavuspiiri ületamist täheldatakse metalli struktuuris pöördumatuid muutusi: kristallvõre on ümber paigutatud ja ilmnevad olulised plastilised deformatsioonid. Samal ajal toimub metalli isetugestumine ja pärast voolavuspiiri deformatsioon suureneb tõmbejõu suurenemisega.

Seda parameetrit määratletakse sageli kui "pinget, mille juures plastne deformatsioon hakkab arenema", määratledes seeläbi saagise ja elastsuse piirid. Siiski tuleb mõista, et need on kaks erinevat parameetrit. Voolupiiri väärtused ületavad elastsuspiiri ligikaudu 5%.

Vastupidavuspiir või väsimuspiir (σ R)

Materjali võime taluda koormusi, mis põhjustavad tsüklilist pinget. Seda tugevuse parameetrit defineeritakse kui maksimaalset pinget tsüklis, mille korral ei esine toote väsimustõrget pärast lõputult suurt arvu tsüklilisi koormusi (terase põhitsüklite arv on Nb = 10 7). Koefitsient R (σ R) on võrdne tsükli asümmeetria koefitsiendiga. Seetõttu märgitakse materjali väsimuspiiriks sümmeetriliste laadimistsüklite korral σ -1 ja pulseerivate puhul - σ 0.

Pange tähele, et toodete väsimustestid on väga pikad ja töömahukad, need hõlmavad suurte eksperimentaalsete andmete analüüsimist suvalise arvu tsüklite ja märkimisväärse väärtuste hajumisega. Seetõttu kasutatakse kõige sagedamini spetsiaalseid empiirilisi valemeid, mis seovad vastupidavuse piiri materjali muude tugevusparameetritega. Kõige mugavamaks parameetriks peetakse tõmbetugevust.

Teraste puhul on paindevastupidavuspiir tavaliselt pool tõmbetugevusest: Kõrgtugevate teraste puhul võite võtta:

Tavaliste teraste puhul väände ajal tsükliliselt muutuvate pingete tingimustes võib aktsepteerida järgmist:

Ülaltoodud suhteid tuleks kasutada ettevaatusega, sest need saadi spetsiifilistel koormustingimustel, s.t. painde ja väände ajal. Kuid pinges-surumises katsetades jääb vastupidavuspiir ligikaudu 10-20% väiksemaks kui painutamisel.

Proportsionaalsuspiir (σ)

Konkreetse materjali maksimaalne pingeväärtus, mille juures Hooke’i seadus veel kehtib, s.t. Keha deformatsioon on otseselt võrdeline rakendatava koormuse (jõuga). Pange tähele, et paljude materjalide puhul põhjustab elastsuspiiri saavutamine (kuid mitte ületamine!) pöörduvaid (elastseid) deformatsioone, mis aga ei ole enam otseselt võrdelised pingega. Sel juhul võivad sellised deformatsioonid koormuse suurenemise või vähenemise suhtes olla mõnevõrra "lagi".

Metalliproovi deformatsiooni skeem pinge all koordinaatide pikenemises (Є) - pinges (σ).

1: absoluutse elastsuse piir.

2: proportsionaalsuse piir.

3: elastsuse piir.

Peamised mehaanilised omadused on tugevus, elastsus,, . Teades mehaanilisi omadusi, valib projekteerija mõistlikult sobiva materjali, mis tagab minimaalse kaaluga konstruktsioonide töökindluse ja vastupidavuse. Mehaanilised omadused määravad materjali käitumise deformatsioonil ja hävimisel väliskoormuse mõjul.

Sõltuvalt laadimistingimustest saab mehaanilisi omadusi määrata:

1. Staatiline laadimine– proovi koormus suureneb aeglaselt ja sujuvalt.
2. Dünaamiline laadimine– koormus suureneb suurel kiirusel ja sellel on põrutuslik iseloom.
3. Korduv, muutuv või tsükliline laadimine– katse ajal muutub koormus mitu korda suurusjärgus või suuruses ja suunas.

Võrreldavate tulemuste saamiseks reguleerivad proovid ja mehaanilise testimise meetodid GOST-idega.

Metallide, teraste ja sulamite mehaanilised omadused. Tugevus.

Tugevus– materjali võime vastu pidada deformatsioonile ja hävimisele.

Katsed tehakse spetsiaalsetel masinatel, mis registreerivad tõmbediagrammi, mis väljendab näidise pikenemise sõltuvust Δ l(mm) efektiivsest koormusest P, st Δ l = f(P). Kuid mehaaniliste omaduste kohta andmete saamiseks rekonstrueerivad nad: suhtelise pikenemise Δ sõltuvuse l pingest δ.

Materjali tõmbediagramm

Joonis 1: a – absoluutne, b – suhteline;c – tingimusliku voolavuspiiri määramise skeem

Analüüsime proovimaterjalis koormuse kasvades toimuvaid protsesse: lõik oa diagrammil vastab materjali elastsele deformatsioonile, kui järgitakse Hooke'i seadust. Pinge, mis vastab elastsele piiravale deformatsioonile punktis A, kutsus proportsionaalsuse piir.

Metallide, teraste ja sulamite mehaanilised omadused. Proportsionaalsuse piir.

Proportsionaalsuse piirang (σ pts) – maksimaalne pinge, milleni säilib pinge ja pinge lineaarne seos.

Proportsionaalsuse piirist suuremate pingete korral toimub ühtlane plastiline deformatsioon (ristlõike pikenemine või ahenemine). Igale pingele vastab jääkpikenemine, mis saadakse paralleeljoone tõmbamisel pikenemisdiagrammi vastavast punktist oa.

Kuna üleminekupunkti mitteelastsesse olekusse on praktiliselt võimatu kindlaks teha, kehtestavad nad tingimuslik elastsuspiir, – maksimaalne pinge, milleni näidis saab ainult elastse deformatsiooni. Arvesse võetakse pinget, mille juures jääkdeformatsioon on väga väike (0,005...0,05%). Märgistus näitab jääkdeformatsiooni väärtust (σ 0,05).

Metallide, teraste ja sulamite mehaanilised omadused. Saagise piirang.

Tootmisjõud iseloomustab materjali vastupidavust väikestele plastilistele deformatsioonidele. Olenevalt materjali iseloomust kasutatakse füüsikalist või tingimuslikku voolavuspiiri.

Füüsiline voolavuspiir σ m– see on pinge, mille juures konstantse koormuse korral toimub deformatsiooni suurenemine (horisontaalse ala olemasolu tõmbediagrammil). Kasutatakse väga plastiliste materjalide jaoks.

Kuid enamikul metallidel ja sulamitel ei ole saagise platoo.

Tootlustõendσ 0,2– see on jääkdeformatsiooni põhjustav pinge δ = 0,20%.

Füüsiline või vastupidavuspinge on materjali olulised disainiomadused. Detailis mõjuvad pinged peavad jääma alla voolavuspiiri. Ühtlane kogu mahu ulatuses jätkub kuni tõmbetugevuse väärtuseni. Punktis V Kõige nõrgemas kohas hakkab moodustuma kael – proovi tugev lokaalne väsimus.

Metallide, teraste ja sulamite mehaanilised omadused. Tõmbetugevus.

Tõmbetugevus σ sisse – pinge, mis vastab maksimaalsele koormusele, mida näidis võib enne purunemist taluda (ajutine tõmbetugevus).

Kaela moodustumine on tüüpiline plastmaterjalidele, mille pingeskeem on maksimumiga. Ülim tugevus iseloomustab tugevust kui vastupidavust olulisele ühtlasele plastilisele deformatsioonile. Väljaspool punkti B langeb kaela arengu tõttu koormus ja punktis C toimub hävimine.

Tõeline vastupanu hävitamisele – see on maksimaalne pinge, mida materjal võib proovi hävitamisele eelneval hetkel taluda (joonis 2).

Tõeline purunemiskindlus on oluliselt suurem kui lõplik tugevus, kuna see määratakse proovi lõpliku ristlõikepinna suhtes.

Tõeline pingetabel

Riis. 2

F kuni - proovi lõplik ristlõikepindala.

Tegelik pinge S i on defineeritud kui koormuse ja ristlõikepindala suhe antud ajahetkel.

Tõmbekatse määrab ka plastilisuse omadused.

Metallide, teraste ja sulamite mehaanilised omadused. Plastikust.

Plastikust – materjali võime läbida plastilist deformatsiooni, st võime saavutada kuju ja suuruse jääkmuutus ilma järjepidevust katkestamata. Seda omadust kasutatakse metalli vormimisel.

Omadused:

• suhteline laiend :

l o ja l k – proovi alg- ja lõpppikkus;