кн 1 _введение_

Многие пластичные материалы одинаково деформируются при растяжении и сжатии (диаграммы однократного нагружения)

растяжение

Т A

0,05 A''

пц A'

0
A'	спц
A''	с0,05
A	сТ	пц	Т

сжатие

У пластичных материалов (при малых деформациях):

E р = E с; пц спц

0,05 с0,05; Т сТ

61

ХРУПКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Испытание на сжатие является основным для хрупких материалов Разрушение путем среза (сдвига)

F	F	F
рв

св св > в Eр = Eс

F

		р	k 0,2...0,4 чугун
k		в	;
		с
			k 0,1...0,2 керамика
		в

62

ЗАКОН РАЗГРУЗКИ И ПОВТОРНОГО НАГРУЖЕНИЯ. НАКЛЁП (пластичный материал)

M

пц A'

'пц > пц

 

N

ЗАКОН РАЗГРУЗКИ – приращения напряжений и деформаций при разгрузке и повторном нагружении связаны законом Гука в форме. Отсчёт приращений обычно ведётся от точки реверса M.

НАКЛЁП – повышение пц и снижение в результате предварительной пластической деформации того же знака.

Использование наклёпа как способа упрочнения материала. Преимущества и недостатки

63

ЭФФЕКТ БАУШИНГЕРА

	M		MM' 0A'
Т	A			Т	A
	A'
пц		'пц > пц		пц	A'
				M
0	N		''пц	N 0

'' спц < спц

A'	спцM	'cпц	A'	спц
A	с			сТ
	Т	M	A
	пц+ cпц 'пц+ '' cпц ''пц+ ' cпц

64

ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ УСЛОВИЙ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ

1.Температура (Т)

2.Время (t) действия нагрузок

3.Скорость нагружения (деформирования)

4.Окружающая среда

5.Технология изготовления материалов

6.Радиация и т.д.

Влияние температуры:

а) малоуглеродистая сталь

, МПа				E		E, MПа
700						1,8 105
600				вр		1,4 105
500						1,0 105
400						,%
300						45
				Тр
200						35
100						25
0						15
		100200 300 400Т, С

б) хромомарганцевая сталь марки 30ХГСА

, МПа															,%
1750														140
					вр
1500														120
1250															100
				0,2
1000														80
750														60
500														40
250															20
-250		0 200						400 600					Т ,С

65

ПОЛЗУЧЕСТЬ И РЕЛАКСАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

c
2 > 1			в/t
			0,5/t					= const
		= 1 = const
0 t	c		0				0
		t (время)				0,5%		t (время)

Влияние технологии изготовления на свойства материала.

Неразрушающие методы контроля.

66

Влияние скорости нагружения

быстроизменяющаяся

нагрузка

cтатическая нагрузка:

– скорость деформации

0,00025…0,0025 с-1;

c – скорость нагружения

1,0…30,0 МПа с-1.

0

67

РАСЧЕТЫ НА ПРОЧНОСТЬ И НА ЖЁСТКОСТЬ

Запас прочности

Конструкция работоспособна, если P P,			P опаснаянагрузка.
		Pв хрупкийматериал;
	P
		PT пластичныйматериал.

Pв – нагрузка, при которой происходит разрушение;

PT – нагрузка, при которой появляются заметные пластические (остаточные) деформации;

n P – коэффициент запаса прочности (запас прочности).

P

n

PT

;

n

Pв

;

T

P

в

P

T 0,2

n

PT Pв

T в

;

n

;

n

в

;

P

max

T

max

в

max

max – наибольшее расчетное напряжение – зависит от точности расчета;

T( 0,2), в – свойства материала. Свойства материала имеют разброс.

РАСЧЕТ ПО ДОПУСКАЕМЫМ НАПРЯЖЕНИЯМ (по опасной точке).

НОРМАТИВНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ЗАПАСА. УСЛОВИЯ ПРОЧНОСТИ

Условие прочности:

n		n ;
	max

или в напряжениях: max ,

где n – допускаемое напряжение;

– опасное напряжение,

[n] – нормированный коэффициент запаса прочности (нормативный запас);

68

T 0,2 пластичныйматериал;

р

с

в ,

в хрупкийматериал;

а) для пластичного материала: n

T

n ; или

max [ ]T,

max

T

T

где [ ]T – допускаемое напряжение (по месту текучести);

T 0,2 ;

T

n

T

вp

б) для хрупких материалов: n

p

n

; или max [ ]р,

max

p

n

c

вc

n

; или max [ ]с,

max

c

где [ ]р, [ ]с – допускаемые напряжения растяжения и сжатия (по образованию трещины).

			вp	;			вc	;
			n				n
	p				c
			p				c

[n] – учитывает все погрешности расчета, зависящие от:

1)реальных условий работы конструкции,

2)приближенности расчетной схемы, метода расчета и вычислений,

3)отличий справочных данных от реальных свойств материала. Кроме того, [n] зависит от серьезности последствий разрушения конструкций и экономических требований.

Общее машиностроение (статическое нагружение): [n]T =1,5…1,6; [n]р =2,5…3,0; [n]с=2,0…2,5.

69

Коэффициенты запаса и экономичность конструкций. Пути снижения нормативных коэффициентов запаса.

70