Sarcina aplicată (forță). De remarcat că în multe materiale încărcarea până la limita elastică provoacă deformații reversibile (adică elastice în general), dar disproporționate față de solicitările. În plus, aceste deformații pot „rămâne” în urma creșterii sarcinii atât în ​​timpul încărcării, cât și în timpul descărcării.

Notă

Vezi si

• Limită elastică, rezistență la tracțiune, limită de curgere
• GOST 1497-84 METALE. Metode de încercare la tracțiune.

Fundația Wikimedia. 2010.

• Limita dorințelor
• Limită elastică

Vedeți ce este „Limita de proporționalitate” în alte dicționare:

Limită de proporționalitate- – caracteristicile mecanice ale materialelor: efort la care abaterea de la relația liniară dintre efort și deformare atinge o anumită valoare stabilită de condițiile tehnice. Limita de proporționalitate... Enciclopedie de termeni, definiții și explicații ale materialelor de construcție

LIMITĂ DE PROPORȚIONALITATE- efortul maxim până la care se respectă legea proporţionalităţii între efort şi deformare sub sarcină variabilă. Dicționar marin Samoilov K.I. M. L.: Editura Navală de Stat a NKVMF a URSS, 1941 ... Dicționar marin

limita de proporționalitate- Solicitare mecanică, sub încărcare la care deformația crește proporțional cu solicitarea (legea lui Hooke este îndeplinită). Unitate de măsură Pa [Sistem de testare nedistructivă. Tipuri (metode) și tehnologie de testare nedistructivă. Termeni si...... Ghidul tehnic al traducătorului

LIMITĂ DE PROPORȚIONALITATE- mecanice caracteristicile materialelor: efort, la care abaterea de la relația liniară dintre efort și deformare ajunge la o anumită certitudine. valoare stabilită de tehnic condiții (de exemplu, creșterea tangentei unghiului, imagini, ... ... Marele Dicţionar Politehnic Enciclopedic

Limită de proporționalitate- Limită proporțională Limită de proporționalitate. Tensiunea maximă dintr-un metal la care nu este încălcată relația direct proporțională dintre efort și deformare. Vezi și legea lui Hooke Legea lui Hooke și limită elastică Limită elastică.… … Dicţionar de termeni metalurgici

limita de proporționalitate- efort condiționat corespunzătoare punctului de tranziție de la secțiunea liniară a curbei „efort-deformare” la cea curbilinie (de la deformare elastică la deformare plastică). Vezi și: Limita de curgere fizică... Dicţionar enciclopedic de metalurgie

Limită de proporționalitate- efortul cel mai mare în timpul încercărilor de tracțiune (compresie) uniaxiale, până la care se menține proporționalitatea directă între tensiuni și deformații și la care abaterea de la relația liniară dintre ele atinge acea valoare mică... Dicționar de construcții

LIMITĂ DE PROPORȚIONALITATE- solicitarea condiționată corespunzătoare punctului de tranziție de la secțiunea liniară a curbei „stres-deformare” la cea curbilinie (de la deformarea elastică la deformarea plastică) ... Dictionar metalurgic

Limita de proporționalitate s pc- Tensiunea la care abaterea de la relația liniară dintre forță și alungire atinge o astfel de valoare încât tangenta unghiului de înclinare format de tangenta la curba „alungirea forței” în punctul PPT cu axa forței crește cu 50% din ......

Limită de proporționalitate torsională- 2. Limita de proporționalitate în torsiune, efort tangenţial în punctele periferice ale secțiunii transversale a probei, calculată cu formula pentru torsiune elastică, la care abaterea de la relația liniară dintre sarcină și unghiul de răsucire. ... ... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

LIMITĂ DE PROPORȚIONALITATE

mecanic caracteristicile materialelor: efort, la care abaterea de la relația liniară dintre tensiuni și deformații ajunge la o anumită definiție. valoare stabilită de tehnic condiții (de exemplu, o creștere a tangentei unghiului, imagini, tangentă la curba de deformare cu axa tensiunii, cu 10, 25, 50% din valoarea sa inițială). Desemnat b pch. P. p. limitează aria justiției legea lui Hooke. In practica În calculele de rezistență, punctul P. se presupune că este egal cu limita de randament. Vezi fig.

La articolele Limită proporțională, Limită de rezistență, Limită de randament, Limită elastică. Diagrama tensiunilor condiționate obținute prin întinderea unei probe de metal ductil: b - efort; e - alungirea relativă; b pc - limita de proporționalitate; (Tu - limită elastică; (Tm - limită de curgere; O, - rezistență la tracțiune (rezistență temporară)

Marele Dicţionar Politehnic Enciclopedic. 2004 .

Vedeți ce înseamnă „LIMITĂ PROPORTAȚIONALĂ” în alte dicționare:

Limită de proporționalitate- – caracteristicile mecanice ale materialelor: efort la care abaterea de la relația liniară dintre efort și deformare atinge o anumită valoare stabilită de condițiile tehnice. Limita de proporționalitate... Enciclopedie de termeni, definiții și explicații ale materialelor de construcție

Cea mai mare efort până la care legea proporționalității dintre efort și deformare este respectată sub sarcină variabilă. Dicționar marin Samoilov K.I. M. L.: Editura Navală de Stat a NKVMF a URSS, 1941 ... Dicționar marin

limita de proporționalitate- Solicitare mecanică, sub încărcare la care deformația crește proporțional cu solicitarea (legea lui Hooke este îndeplinită). Unitate de măsură Pa [Sistem de testare nedistructivă. Tipuri (metode) și tehnologie de testare nedistructivă. Termeni si...... Ghidul tehnic al traducătorului

Limită proporțională Limită de proporționalitate. Tensiunea maximă dintr-un metal la care nu este încălcată relația direct proporțională dintre efort și deformare. Vezi și legea lui Hooke Legea lui Hooke și limită elastică Limită elastică.… … Dicţionar de termeni metalurgici

limita de proporționalitate- efort condiționat corespunzătoare punctului de tranziție de la secțiunea liniară a curbei „efort-deformare” la cea curbilinie (de la deformare elastică la deformare plastică). Vezi și: Limita de curgere fizică... Dicţionar enciclopedic de metalurgie

- () valoarea maximă a tensiunii la care legea lui Hooke este încă îndeplinită, adică deformarea corpului este direct proporțională cu sarcina (forța) aplicată. De remarcat că în multe materiale încărcarea până la limita elastică cauzează... ... Wikipedia

Cea mai mare tensiune în timpul încercărilor de tracțiune (compresie) uniaxiale, până la care se menține proporționalitatea directă între tensiuni și deformații și la care abaterea de la relația liniară dintre ele atinge acea valoare mică ... Dicționar de construcții

LIMITĂ DE PROPORȚIONALITATE- solicitarea condiționată corespunzătoare punctului de tranziție de la secțiunea liniară a curbei „stres-deformare” la cea curbilinie (de la deformarea elastică la deformarea plastică) ... Dictionar metalurgic

Limita de proporționalitate s pc- Tensiunea la care abaterea de la relația liniară dintre forță și alungire atinge o astfel de valoare încât tangenta unghiului de înclinare format de tangenta la curba „alungirea forței” în punctul PPT cu axa forței crește cu 50% din ......

Limită de proporționalitate torsională- 2. Limita de proporționalitate în torsiune, efort tangenţial în punctele periferice ale secțiunii transversale a probei, calculată cu formula pentru torsiune elastică, la care abaterea de la relația liniară dintre sarcină și unghiul de răsucire. ... ... Dicționar-carte de referință de termeni ai documentației normative și tehnice

Astăzi, există mai multe metode de testare a probelor de material. În același timp, una dintre cele mai simple și mai revelatoare teste sunt încercările de tracțiune (de tracțiune), care fac posibilă determinarea limitei de proporționalitate, limita de curgere, modulul elastic și alte caracteristici importante ale materialului. Deoarece cea mai importantă caracteristică a stării solicitate a unui material este deformarea, determinarea valorii deformației pentru dimensiunile cunoscute ale probei și a sarcinilor care acționează asupra eșantionului face posibilă stabilirea caracteristicilor de mai sus ale materialului.

Aici poate apărea întrebarea: de ce nu putem determina pur și simplu rezistența unui material? Cert este că materialele absolut elastice, care se prăbușesc doar după ce au depășit o anumită limită - rezistență, există doar în teorie. În realitate, majoritatea materialelor au atât proprietăți elastice, cât și plastice; vom lua în considerare care sunt aceste proprietăți mai jos folosind exemplul metalelor.

Testele de tracțiune ale metalelor sunt efectuate în conformitate cu GOST 1497-84. În acest scop, se folosesc mostre standard. Procedura de testare arată cam așa: o sarcină statică este aplicată probei și se determină alungirea absolută a probei Δl, apoi sarcina crește cu o anumită valoare a treptei și se determină din nou alungirea absolută a probei și așa mai departe. Pe baza datelor obținute, se construiește un grafic al alungirii în funcție de sarcină. Acest grafic se numește diagramă de stres.

Figura 318.1. Diagrama de tensiuni pentru un eșantion de oțel.

În această diagramă vedem 5 puncte caracteristice:

1. Limita de proporționalitate R p(punctul A)

Tensiunile normale în secțiunea transversală a probei când se atinge limita de proporționalitate vor fi egale cu:

σ p = P p /F o (318.2.1)

Limita de proporționalitate limitează aria deformațiilor elastice pe diagramă. În această secțiune, deformațiile sunt direct proporționale cu tensiunile, ceea ce este exprimat prin legea lui Hooke:

Rp = kΔl (318.2.2)

unde k este coeficientul de rigiditate:

k = EF/l (318.2.3)

unde l este lungimea probei, F este aria secțiunii transversale, E este modulul lui Young.

Module elastice

Principalele caracteristici ale proprietăților elastice ale materialelor sunt modulul de Young E (modulul de elasticitate de primul fel, modulul de elasticitate în tensiune), modulul de elasticitate de al doilea fel G (modulul de elasticitate la forfecare) și raportul lui Poisson μ (transversal). coeficientul de deformare).

Modulul E al lui Young arată raportul dintre tensiunile normale și deformațiile relative în limitele proporționalității

Modulul Young este de asemenea determinat empiric atunci când se testează probe standard de tracțiune. Deoarece tensiunile normale din material sunt egale cu forța împărțită la aria secțiunii transversale inițiale:

σ = Р/F о (318.3.1), (317.2)

și alungirea relativă ε - raportul dintre deformarea absolută și lungimea inițială

ε pr = Δl/l o (318.3.2)

atunci modulul lui Young conform legii lui Hooke poate fi exprimat după cum urmează

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

Figura 318.2. Diagramele de tensiuni ale unor aliaje metalice

Raportul lui Poisson μ arată raportul deformațiilor transversale și longitudinale

Sub influența sarcinilor, nu numai că lungimea eșantionului crește, dar și aria secțiunii transversale luate în considerare scade (dacă presupunem că volumul materialului în zona deformarii elastice rămâne constant, atunci un creșterea lungimii probei duce la o scădere a ariei secțiunii transversale). Pentru o probă având o secțiune transversală circulară, modificarea ariei secțiunii transversale poate fi exprimată după cum urmează:

ε pop = Δd/d o (318.3.4)

Atunci raportul lui Poisson poate fi exprimat prin următoarea ecuație:

μ = ε pop /ε pr (318.3.5)

Modulul de forfecare G arată raportul eforturilor de forfecare T la unghiul de forfecare

Modulul de forfecare G poate fi determinat experimental prin testarea probelor pentru torsiune.

În timpul deformărilor unghiulare, secțiunea în cauză nu se mișcă liniar, ci la un anumit unghi - unghiul de deplasare γ la secțiunea inițială. Deoarece efortul de forfecare este egal cu forța împărțită la aria în planul în care acționează forța:

T= Р/F (318.3.6)

iar tangenta unghiului de înclinare poate fi exprimată ca raport al deformației absolute Δl la distanța h de la locul unde s-a înregistrat deformația absolută până la punctul relativ la care s-a făcut rotația:

tgγ = Δl/h (318.3.7)

atunci la valori mici ale unghiului de forfecare, modulul de forfecare poate fi exprimat prin următoarea ecuație:

G= T/y = Ph/FAL (318.3.8)

Modulul Young, modulul de forfecare și raportul lui Poisson sunt legate între ele prin următoarea relație:

E = 2(1 + μ)G (318.3.9)

Valorile constantelor E, G și µ sunt date în tabelul 318.1

Tabelul 318.1. Valori aproximative ale caracteristicilor elastice ale unor materiale

Notă: Modulele elastice sunt valori constante, cu toate acestea, tehnologiile de fabricație pentru diferite materiale de construcție se modifică și valorile mai precise ale modulelor elastice ar trebui clarificate conform documentelor de reglementare valabile în prezent. Modulul de elasticitate al betonului depinde de clasa betonului și, prin urmare, nu este dat aici.

Caracteristicile elastice sunt determinate pentru diferite materiale în limitele deformațiilor elastice limitate pe diagrama de tensiuni de punctul A. Între timp, mai multe puncte mai pot fi identificate pe diagrama de tensiuni:

2. Limită elastică Р у

Tensiunile normale în secțiunea transversală a probei când se atinge limita elastică vor fi egale cu:

σ y = Р y /F o (318.2.4)

Limita elastică limitează zona în care deformațiile plastice care apar se încadrează într-o anumită valoare mică, normalizată de condițiile tehnice (de exemplu, 0,001%; ​​​​0,01% etc.). Uneori, limita elastică este desemnată în funcție de toleranța σ 0,001, σ 0,01 etc.

3. Limita de curgere Р t

σ t = Р t /F o (318.2.5)

Limitează aria diagramei în care deformația crește fără o creștere semnificativă a sarcinii (starea de curgere). În acest caz, are loc o ruptură parțială a legăturilor interne pe întregul volum al probei, ceea ce duce la deformații plastice semnificative. Materialul eșantionului nu este complet distrus, dar dimensiunile sale geometrice inițiale suferă modificări ireversibile. Pe suprafața lustruită a probelor se observă cifre de randament - linii de forfecare (descoperite de profesorul V.D. Chernov). Pentru diferite metale, unghiurile de înclinare ale acestor linii sunt diferite, dar sunt în intervalul 40-50 o. În acest caz, o parte din energia potențială acumulată este cheltuită ireversibil pentru ruperea parțială a legăturilor interne. La testarea tensiunii, se obișnuiește să se facă distincția între limitele superioare și inferioare de curgere - respectiv, cele mai mari și cele mai mici solicitări la care deformația plastică (reziduală) crește la o valoare aproape constantă a sarcinii efective.

Diagramele de tensiuni indică limita de curgere mai mică. Această limită pentru majoritatea materialelor este considerată ca rezistență standard a materialului.

Unele materiale nu au un platou de randament pronunțat. Pentru ei, limita de curgere condiționată σ 0,2 este considerată a fi solicitarea la care alungirea reziduală a probei atinge o valoare de ε ≈0,2%.

4. Rezistenta la tractiune P max (rezistenta temporara)

Tensiunile normale în secțiunea transversală a probei când este atinsă rezistența finală vor fi egale cu:

σ in = P max /F o (318.2.6)

După depășirea limitei superioare de curgere (neprezentată în diagramele de tensiuni), materialul începe din nou să reziste la sarcini. La forța maximă P max, începe distrugerea completă a legăturilor interne ale materialului. În acest caz, deformațiile plastice sunt concentrate într-un singur loc, formând un așa-numit gât în ​​probă.

Tensiunea la sarcina maximă se numește rezistența la rupere sau rezistența la rupere a materialului.

Tabelele 318.2 - 318.5 oferă valori aproximative de rezistență pentru unele materiale:

Tabelul 318.2 Limitele aproximative ale rezistenței la compresiune (rezistență temporară) ale unor materiale de construcție.

Notă: Pentru metale și aliaje, valoarea rezistenței la tracțiune trebuie determinată în conformitate cu documentele de reglementare. Valoarea rezistențelor temporare pentru unele clase de oțel poate fi vizualizată.

Tabelul 318.3. Limite aproximative de rezistență (rezistențe la tracțiune) pentru unele materiale plastice

Tabelul 318.4. Rezistențe aproximative la tracțiune pentru unele fibre

Tabelul 318.5. Limite aproximative de rezistență pentru unele specii de lemn

5. Distrugerea materială P r

Dacă te uiți la diagrama de tensiuni, se pare că distrugerea materialului are loc pe măsură ce sarcina scade. Această impresie este creată deoarece, ca urmare a formării unui „gât”, aria secțiunii transversale a probei în zona „gâtului” se modifică semnificativ. Dacă construiți o diagramă de tensiuni pentru un eșantion din oțel cu conținut scăzut de carbon, în funcție de aria secțiunii transversale în schimbare, veți vedea că tensiunile din secțiunea luată în considerare cresc până la o anumită limită:

Figura 318.3. Diagrama de tensiuni: 2 - în raport cu aria secțiunii transversale inițiale, 1 - în raport cu aria secțiunii transversale în schimbare în zona gâtului.

Cu toate acestea, este mai corect să se ia în considerare caracteristicile de rezistență ale materialului în raport cu zona secțiunii originale, deoarece calculele de rezistență rareori includ modificări ale formei geometrice originale.

Una dintre caracteristicile mecanice ale metalelor este modificarea relativă ψ a ariei secțiunii transversale din zona gâtului, exprimată ca procent:

ψ = 100(F o - F)/F o (318.2.7)

unde F o este aria secțiunii transversale inițiale a probei (aria secțiunii transversale înainte de deformare), F este aria secțiunii transversale din zona „gâtului”. Cu cât valoarea lui ψ este mai mare, cu atât proprietățile plastice ale materialului sunt mai pronunțate. Cu cât valoarea lui ψ este mai mică, cu atât este mai mare fragilitatea materialului.

Dacă adunați părțile rupte ale probei și măsurați alungirea acesteia, se dovedește că este mai mică decât alungirea din diagramă (cu lungimea segmentului NL), deoarece după rupere deformațiile elastice dispar și rămân doar deformațiile plastice. . Cantitatea de deformare plastică (alungire) este, de asemenea, o caracteristică importantă a proprietăților mecanice ale materialului.

Dincolo de elasticitate, până la rupere, deformarea totală constă din componente elastice și plastice. Dacă aduceți materialul la tensiuni care depășesc limita de curgere (în Fig. 318.1, un punct între limita de curgere și rezistența la tracțiune) și apoi îl descărcați, atunci deformațiile plastice vor rămâne în eșantion, dar când sunt reîncărcate după ceva timp, limita elastică va deveni mai mare, deoarece în acest caz, o modificare a formei geometrice a probei ca urmare a deformațiilor plastice devine, așa cum spunea, rezultatul acțiunii conexiunilor interne, iar forma geometrică modificată devine inițială. unu. Acest proces de încărcare și descărcare a materialului poate fi repetat de mai multe ori, iar proprietățile de rezistență ale materialului vor crește:

Figura 318.4. Diagrama tensiunilor în timpul călirii prin lucru (liniile drepte înclinate corespund descărcării și încărcării repetate)

Această modificare a proprietăților de rezistență a unui material, obținută prin încărcare statică repetată, se numește călire prin muncă. Cu toate acestea, atunci când rezistența unui metal crește prin întărire la rece, proprietățile sale plastice scad și fragilitatea acestuia crește, astfel încât întărirea relativ mică este de obicei considerată utilă.

Lucrare de deformare

Cu cât forțele interne de interacțiune dintre particulele materialului sunt mai mari, cu atât rezistența materialului este mai mare. Prin urmare, valoarea rezistenței la alungire pe unitatea de volum a unui material poate servi ca o caracteristică a rezistenței sale. În acest caz, rezistența la tracțiune nu este o caracteristică exhaustivă a proprietăților de rezistență a unui material dat, deoarece caracterizează numai secțiunile transversale. Atunci când are loc o ruptură, interconexiunile sunt distruse pe întreaga suprafață a secțiunii transversale, iar în timpul forfecarelor, care au loc în timpul oricărei deformări plastice, sunt distruse doar interconexiunile locale. Pentru a distruge aceste conexiuni, este cheltuită o anumită cantitate de muncă a forțelor de interacțiune internă, care este egală cu munca forțelor externe cheltuite pentru deplasare:

A = Δl/2 (318.4.1)

unde 1/2 este rezultatul acțiunii statice a sarcinii, crescând de la 0 la P la momentul aplicării acesteia (valoarea medie (0 + P)/2)

În timpul deformării elastice, munca forțelor este determinată de aria triunghiului OAB (vezi Fig. 318.1). Munca totală cheltuită pentru deformarea probei și distrugerea acesteia:

A = ηР max Δl max (318.4.2)

unde η este coeficientul de completitudine al diagramei, egal cu raportul dintre aria întregii diagrame, limitat de curba AM și liniile drepte OA, MN și ON, la aria unui dreptunghi cu laturile 0P max (de-a lungul axei P) și Δl max (linia punctată în Fig. 318.1). În acest caz, este necesar să se scadă munca determinată de aria triunghiului MNL (legată de deformațiile elastice).

Munca petrecută pentru deformarea plastică și distrugerea probei este una dintre caracteristicile importante ale materialului care determină gradul de fragilitate a acestuia.

Tensiune de compresie

Deformațiile compresive sunt asemănătoare deformațiilor la tracțiune: mai întâi apar deformații elastice, la care se adaugă deformații plastice dincolo de limita elastică. Natura deformării și fracturii în timpul compresiei este prezentată în Fig. 318,5:

Figura 318.5

a - pentru materiale plastice; b - pentru materiale fragile; c - pentru lemn de-a lungul firului, d - pentru lemn de-a lungul firului.

Testele de compresie sunt mai puțin convenabile pentru determinarea proprietăților mecanice ale materialelor plastice din cauza dificultății de înregistrare a momentului de defecțiune. Metodele de testare mecanică a metalelor sunt reglementate de GOST 25.503-97. La testarea compresiei, forma probei și dimensiunile acesteia pot fi diferite. Valorile aproximative ale rezistenței la tracțiune pentru diferite materiale sunt date în tabelele 318.2 - 318.5.

Dacă materialul este sub sarcină la o solicitare constantă, la deformarea elastică aproape instantanee se adaugă treptat o deformare elastică suplimentară. Când sarcina este complet îndepărtată, deformația elastică scade proporțional cu tensiunile în scădere, iar deformația elastică suplimentară dispare mai lent.

Deformarea elastică suplimentară rezultată sub presiune constantă, care nu dispare imediat după descărcare, se numește efect secundar elastic.

Influența temperaturii asupra modificărilor proprietăților mecanice ale materialelor

Starea solidă nu este singura stare de agregare a unei substanțe. Solidele există doar într-un anumit interval de temperaturi și presiuni. O creștere a temperaturii duce la o tranziție de fază de la solid la lichid, iar procesul de tranziție în sine se numește topire. Punctele de topire, ca și alte caracteristici fizice ale materialelor, depind de mulți factori și sunt, de asemenea, determinate experimental.

Tabelul 318.6. Punctele de topire ale unor substanțe

Notă: Tabelul arată punctele de topire la presiunea atmosferică (cu excepția heliului).

Caracteristicile elastice și de rezistență ale materialelor prezentate în tabelele 318.1-318.5 sunt determinate, de regulă, la o temperatură de +20 o C. GOST 25.503-97 permite testarea probelor de metal în intervalul de temperatură de la +10 la +35 o C. .

Când temperatura se schimbă, energia potențială a corpului se modifică, ceea ce înseamnă că se schimbă și valoarea forțelor de interacțiune internă. Prin urmare, proprietățile mecanice ale materialelor depind nu numai de valoarea absolută a temperaturii, ci și de durata acțiunii acesteia. Pentru majoritatea materialelor, atunci când sunt încălzite, caracteristicile de rezistență (σ p, σ t și σ v) scad, în timp ce plasticitatea materialului crește. Pe măsură ce temperatura scade, caracteristicile de rezistență cresc, dar în același timp crește fragilitatea. Când este încălzit, modulul E al lui Young scade, iar raportul lui Poisson crește. Când temperatura scade, are loc procesul invers.

Figura 318.6. Influența temperaturii asupra caracteristicilor mecanice ale oțelului carbon.

Când metalele neferoase și aliajele realizate din acestea sunt încălzite, rezistența lor scade imediat și la o temperatură apropiată de 600 ° C, practic se pierde. Excepție este cromul aluminotermic, a cărui rezistență la întindere crește odată cu creșterea temperaturii și la o temperatură de 1100° C atinge un maxim σ in1100 = 2σ in20.

Caracteristicile de ductilitate ale cuprului, aliajelor de cupru și magneziului scad odată cu creșterea temperaturii, în timp ce cele ale aluminiului cresc. Când materialele plastice și cauciucul sunt încălzite, rezistența lor la tracțiune scade brusc, iar atunci când sunt răcite, aceste materiale devin foarte fragile.

Efectul iradierii radioactive asupra modificărilor proprietăților mecanice

Expunerea la radiații afectează diferite materiale în mod diferit. Iradierea materialelor de origine anorganică în efectul său asupra caracteristicilor mecanice și a caracteristicilor de plasticitate este similară cu o scădere a temperaturii: cu creșterea dozei de iradiere radioactivă, rezistența la tracțiune și în special limita de curgere crește, iar caracteristicile de plasticitate scad.

Iradierea materialelor plastice duce, de asemenea, la o creștere a fragilității, iar iradierea are efecte diferite asupra rezistenței la tracțiune a acestor materiale: pe unele materiale plastice nu are aproape niciun efect (polietilenă), în altele determină o scădere semnificativă a rezistenței la tracțiune (katamen), iar în altele crește rezistența la tracțiune (selectron).

Rezistență la tracțiune

O anumită valoare prag pentru un anumit material, depășirea acesteia va duce la distrugerea obiectului sub influența solicitărilor mecanice. Principalele tipuri de limite de rezistență: statice, dinamice, compresive și la tracțiune. De exemplu, rezistența la întindere este valoarea limită a unei solicitări mecanice constante (limită statică) sau variabilă (limită dinamică), depășirea căreia va rupe (sau deforma în mod inacceptabil) produsul. Unitate de măsură - Pascal [Pa], N/mm² = [MPa].

Limita de curgere (σ t)

Cantitatea de solicitare mecanică la care deformația continuă să crească fără a crește sarcina; utilizat pentru calcularea tensiunilor admisibile în materialele plastice.

După depășirea limitei de curgere, se observă modificări ireversibile în structura metalică: rețeaua cristalină este rearanjată și apar deformații plastice semnificative. În același timp, are loc autoîntărirea metalului și după limita de curgere, deformația crește odată cu creșterea forței de tracțiune.

Acest parametru este adesea definit ca „stresul la care începe să se dezvolte deformarea plastică”, identificând astfel limitele de curgere și elasticitate. Cu toate acestea, trebuie înțeles că aceștia sunt doi parametri diferiți. Valorile limitei de curgere depășesc limita elastică cu aproximativ 5%.

Limita de anduranță sau limita de oboseală (σ R)

Capacitatea unui material de a rezista la sarcini care provoacă stres ciclic. Acest parametru de rezistență este definit ca solicitarea maximă într-un ciclu la care defectarea prin oboseală a produsului nu are loc după un număr nedefinit de sarcini ciclice (numărul de bază de cicluri pentru oțel este Nb = 10 7). Coeficientul R (σ R) este considerat egal cu coeficientul de asimetrie a ciclului. Prin urmare, limita de oboseală a materialului în cazul ciclurilor de încărcare simetrice se notează cu σ -1, iar în cazul celor pulsative - ca σ 0.

Rețineți că testele de oboseală ale produselor sunt foarte lungi și necesită multă muncă; ele implică analiza unor volume mari de date experimentale cu un număr arbitrar de cicluri și o împrăștiere semnificativă a valorilor. Prin urmare, se folosesc cel mai adesea formule empirice speciale care conectează limita de rezistență cu alți parametri de rezistență ai materialului. Parametrul cel mai convenabil este considerat a fi rezistența la tracțiune.

Pentru oțeluri, limita de rezistență la încovoiere este de obicei jumătate din rezistența la tracțiune: pentru oțelurile de înaltă rezistență, puteți lua:

Pentru oțelurile obișnuite în timpul torsiunii în condiții de tensiuni care se schimbă ciclic, pot fi acceptate următoarele:

Rapoartele de mai sus trebuie utilizate cu prudență, deoarece au fost obținute în condiții specifice de încărcare, de exemplu. în timpul îndoirii și torsii. Cu toate acestea, atunci când este testată în tensiune-compresie, limita de anduranță devine cu aproximativ 10-20% mai mică decât în ​​încovoiere.

Limită proporțională (σ)

Valoarea maximă a tensiunii pentru un anumit material la care încă se aplică legea lui Hooke, de ex. Deformarea corpului este direct proporțională cu sarcina (forța) aplicată. Vă rugăm să rețineți că pentru multe materiale, atingerea (dar fără depășirea!) a limitei elastice duce la deformații reversibile (elastice), care însă nu mai sunt direct proporționale cu solicitarea. În acest caz, astfel de deformații pot fi oarecum „întârziate” în raport cu creșterea sau scăderea sarcinii.

Diagrama deformării unei probe de metal sub tensiune în coordonatele alungire (Є) - efort (σ).

1: Limită absolută de elasticitate.

2: Limita de proporționalitate.

3: Limită elastică.

Principalele proprietăți mecanice sunt rezistență, elasticitate,, . Cunoscând proprietățile mecanice, proiectantul selectează în mod rezonabil materialul adecvat care asigură fiabilitatea și durabilitatea structurilor cu greutate minimă. Proprietățile mecanice determină comportamentul unui material în timpul deformării și distrugerii sub sarcini externe.

În funcție de condițiile de încărcare, proprietățile mecanice pot fi determinate prin:

1. Încărcare statică– sarcina pe eșantion crește încet și fără probleme.
2. Încărcare dinamică– sarcina creste la viteza mare si are caracter de soc.
3. Încărcare repetată, variabilă sau ciclică– sarcina în timpul testului se modifică de multe ori în mărime sau în mărime și direcție.

Pentru a obține rezultate comparabile, probele și metodele de testare mecanică sunt reglementate de GOST.

Proprietățile mecanice ale metalelor, oțelurilor și aliajelor. Putere.

Putere– capacitatea unui material de a rezista la deformare și distrugere.

Testele sunt efectuate pe mașini speciale care înregistrează o diagramă de tracțiune care exprimă dependența de alungire a probei Δ l(mm) de la sarcina efectivă P, adică Δ l = f(P). Dar pentru a obține date despre proprietățile mecanice, ei reconstruiesc: dependența alungirii relative Δ l de la tensiunea δ.

Diagrama tensiunii materialelor

Figura 1: a – absolut, b – relativ;c – schema de determinare a limitei de curgere condiționată

Să analizăm procesele care au loc în materialul eșantion pe măsură ce sarcina crește: secțiune oaîn diagramă corespunde deformaţiei elastice a materialului când se respectă legea lui Hooke. Tensiunea corespunzatoare deformarii elastice limitatoare intr-un punct A, numit limita de proporționalitate.

Proprietățile mecanice ale metalelor, oțelurilor și aliajelor. Limita de proporționalitate.

Limită de proporționalitate (σ pts) – efort maxim până la care se menține relația liniară dintre deformare și efort.

La solicitări peste limita de proporționalitate are loc o deformare plastică uniformă (alungirea sau îngustarea secțiunii transversale). Fiecare efort corespunde unei alungiri reziduale, care se obține prin trasarea unei linii paralele din punctul corespunzător al diagramei de alungire oa.

Deoarece este practic imposibil de stabilit punctul de tranziție la starea inelastică, ei stabilesc limită elastică condiționată, – efortul maxim până la care proba primește doar deformare elastică. Se consideră solicitarea la care deformația reziduală este foarte mică (0,005...0,05%). Denumirea indică valoarea deformației reziduale (σ 0,05).

Proprietățile mecanice ale metalelor, oțelurilor și aliajelor. Limita de randament.

Rezistenta la curgere caracterizează rezistența materialului la mici deformații plastice. În funcție de natura materialului, se utilizează o limită de curgere fizică sau condiționată.

Limita de curgere fizică σ m– aceasta este solicitarea la care se produce o creștere a deformației sub sarcină constantă (prezența unei zone orizontale pe diagrama de tracțiune). Folosit pentru materiale foarte plastice.

Dar majoritatea metalelor și aliajelor nu au un platou de randament.

Dovada randamentuluiσ 0,2– aceasta este tensiunea care provoacă deformarea reziduală δ = 0,20%.

Tensiunile fizice sau de rezistență sunt caracteristici importante de proiectare ale unui material. Tensiunile care acționează în piesă trebuie să fie sub limita de curgere. Uniformă pe întregul volum continuă până la valoarea rezistenței la tracțiune. La punctul VÎn punctul cel mai slab, începe să se formeze un gât - oboseală locală severă a probei.

Proprietățile mecanice ale metalelor, oțelurilor și aliajelor. Rezistență la tracțiune.

Rezistență la tracțiune σ în – efort corespunzătoare sarcinii maxime pe care o poate suporta proba înainte de rupere (rezistență temporară la tracțiune).

Formarea gâtului este tipică pentru materialele plastice care au o diagramă de tensiune cu un maxim. Rezistența finală caracterizează rezistența ca rezistență la deformarea plastică uniformă semnificativă. Dincolo de punctul B, datorită dezvoltării gâtului, sarcina scade și distrugerea are loc în punctul C.

Adevărata rezistență la distrugere – aceasta este solicitarea maximă pe care o poate suporta materialul în momentul care precede distrugerea probei (Figura 2).

Rezistența reală la rupere este semnificativ mai mare decât rezistența finală, deoarece este determinată în raport cu aria secțiunii transversale finale a probei.

Diagrama de tensiune adevărată

Orez. 2

F la - aria secțiunii transversale finale a probei.

Efortul adevărat S i este definit ca raportul dintre sarcină și aria secțiunii transversale la un moment dat.

Încercarea de tracțiune determină și caracteristicile de plasticitate.

Proprietățile mecanice ale metalelor, oțelurilor și aliajelor. Plastic.

Plastic – capacitatea unui material de a suferi deformare plastică, adică capacitatea de a obține o modificare reziduală a formei și dimensiunii fără a întrerupe continuitatea. Această proprietate este utilizată în formarea metalelor.

Caracteristici:

• extensie relativă :

l o și l k – lungimea inițială și finală a probei;