3. Работа сталей при сложном напряженном состоянии.

При сложном напряженном состоянии переход сталей от упругого к пластическому состоянию зависит от функции нескольких напряжений и определяется величиной приведенных напряжений.

Приведенные напряжения ( _red) – напряжения, соответствующие переходу сталей из упругого в пластическое состояние, при котором удельная энергия деформации достигает некоторого предела, приравненного к пределу текучести ( _т).

Расчетные формулы приведенных напряжений _red для некоторых видов напряженных состояний представлены в таблице.

Вид напряженного состояния	Расчетная формула
- простой сдвиг - простой изгиб - двуосное напряженное состояние - объемное напряженное состояние	red = т red = т red = т red = т

4. Хрупкость сталей.

Одна и та же сталь в зависимости от различных условий может разрушаться вязко (нормально) и хрупко (опасно).

Факторы, способствующие переходу стали в хрупкое состояние	- эксплуатация при низких температурах; - наклеп; - динамические режим внешних нагрузок (удары); - усталость металла; - некачественный химический состав; - крупнозернистость; - старение; - нагрев до опасных температур; - наличие опасных конструктивных форм (концентрация напряжений)
Характерная диаграмма растяжения при хрупком разрушении сталей имеет вид, представленный на рис.1.2. Оценивают хрупкость по ударной вязкости.			Рис. 1.2
Ударная вязкость (а) – механическая характеристика, численно равная работе излома (Аи) стандартного образца относительно единицы площади (F) его поперечного сечения.

Ударную вязкость определяют на стандартном оборудовании по стандартной методике. Размеры, форма стандартного образца, а также место приложения ударной нагрузки представлены на рис. 1.3. Для сталей марок Ст.3 ан = 70…100 (Н ^. м)/см^2.

Рис.1.3

1. Эксплуатация сталей при низких температурах.

При снижении температуры эксплуатации значения ударной вязкости падают для всех марок сталей. На рис. 1.4 приведена характерная зависимость ударной вязкости от температуры эксплуатации для стали марки Ст 3 пс.	Рис. 1.3
Порог хладноломкости (ПХ) - низшая температура, при которой ударная вязкость снижается до 30 Дж/см ^2.
Ниже порога хладноломкости эксплуатировать конструкция опасно!

2. Наклеп.

Наклеп – повышение предела текучести ( ) и уменьшение остаточного удлинения ( ) при повторных нагружениях стали за пределом текучести.	Рис. 1.4
Процессы, определяющие явление наклепа, демонстрируются на диаграмме - для образца пластичной стали (рис. 1.4). При первичном нагружении образца до точки 1 (линия 0-1) и последующем разгружении (прямая 1-0^/) появляется остаточное удлинение 1. При

этом фактическое значение предела текучести фиксируют на уровне , соответствующем сертифицированным данным.

Повторное нагружение образца до момента его разрушения (линия 0^/ - 1 – 2) выявляет повышение предела текучести ^/ при одновременном уменьшении остаточного удлинения ₂, существенно отличающихся от сертифицированных значений и ₀.

Нагружения, вызывающие наклеп стали в эксплуатируемых конструкциях, не допускаются.

Однако эти явления следует учитывать при вынужденных операциях (гибка, правка, резка ножницами и т.д.) в период изготовления и монтажа конструкций.

Эффективный метод устранения наклепа при вынужденных операциях - термообработка изделий, например, отжиг.