Расчет механических характеристик материалов Исполнитель

Расчет механических характеристик материалов

{spoiler=Далее}

Расчет механических характеристик материалов

          Диаграмма растяжения служит для расчета основных механических характеристик материала. Таких характеристик четыре.

         1. Предел пропорциональности – это отношение растягивающего усилия F_Aв точке А диаграммы (рис. 12.1в) к первоначальной площади поперечного сечения стержняS₀:

         2. Предел упругости – отношение растягивающей силы F_B в точке В диаграммы к первоначальной площади поперечного сечения стержня:

         Предел упругости – такое напряжение, при котором величина относительной остаточной деформации не превышает 0,005 %. Можно сказать, что предел упругости соответствует такому наибольшему напряжению, до которого материал сохраняет свои упругие свойства. Для многих материалов разность между пределомпропорциональности и пределом упругости невелика, и на практике между ними обычно различия не делают.

         3. Предел текучести – это отношение растягивающей силы F_Cв точкеCдиаграммык первоначальной площади сечения стержня:

         Предел текучести – такое напряжение, при котором происходит рост деформации без увеличения нагрузки.

         4. Предел прочности или временное сопротивление – это отношениенаибольшей растягивающей силы F_max в точке Rдиаграммы к первоначальной площади поперечного сечения стержня:

         Предел прочности соответствует максимальному напряжению, возникающему в образце до его разрушения.

         Кроме этих четырех основных характеристик, по диаграмме растяжения рассчитывают также относительное остаточное удлинение образца и его относительно остаточное сужение при разрыве.

         Результатом испытания на усталость по изгибу является предел выносливости материала. Это такое переменное напряжение, которое материал может выдержать в течение N₀циклов. Для цветных металлов и закаленных сталей N₀=10⁸. При отнулевомцикле напряжений предел выносливости обозначается s₀, при знакопеременном – s_-1 (индекс при букве «сигма» называется коэффициентом асимметрии цикла напряжений – отношением наименьшего напряжения к наибольшему, взятым с алгебраическим знаком). Многочисленные опыты показали, что предел выносливости может быть определен приближенно в зависимости от предела прочности материала:

         - для конструкционной углеродистой стали s_-1 = (0,4 ¸ 0,45)s_В;

         - для чугуна s_-1 = 0,4s_В;

         - для цветных металлов s_-1 = (0,24 ¸ 0,5)s_В.

         Твердость материалов определяется при вдавливании в поверхность образцов твердых металлических шариков или алмазныхнаконечников. Для материалов относительно невысокой твердости это происходит по методу Бринеля на специальных машинах путем вдавливания твердого стального шарика, чаще всего, диаметром 10 мм. Величина твердости рассчитывается по специальным таблицам в зависимости от силы вдавливания и диаметра сферического отпечатка (лунки) на поверхности образца. Эта твердость выражается в условных единицах и обозначается заглавными латинскими буквами НВ. Для более твердых материалов используется метод Роквелла, при котором в поверхность образца вдавливается алмазный конус с углом 120° при вершине. О твердости судят по глубине вдавливания при определенной силе, выражаютее в условных единицах и обозначают заглавными латинскими буквами НRC.

{/spoilers}