Нефть и песок О стали Компрессор - подбор и ошибки Из истории стандартизации резьб Соперник ксерокса - гектограф Новые технологии производства стали Экспорт проволоки из России Прогрессивная технологическая оснастка Цитадель сварки с полувековой историей Упрочнение пружин Способы обогрева Назначение, структура, характеристики анализаторов Промышленные пылесосы Штампованные гайки из пружинной стали Консервация САУ Стандарты и качество Технология производства Водород Выбор материала для крепежных деталей Токарный резец в миниатюре Производство проволоки Адгезия резины к металлокорду Электролитическое фосфатирование проволоки Восстановление корпусных деталей двигателей Новая бескислотная технология производства проката Синие кристаллы Автоклав Нормирование шумов связи Газосварочный аппарат для тугоплавких припоев
Главная --> Промиздат -->  Коэффициент поперечной деформации 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 ( 17 ) 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282

сжимаемого образца разрушается, повидимому, от нарушения сопротивления отрыву отдельных его частей.

Для чугуна характер разрушения близок к тому, который наблюдается для камня. Вид раздробленного сжатием вдоль оси чугунного цилиндра показан на фиг. 33. Необходимо отметить, что хрупкие материалы обычно сопротивляются сжатию гораздо лучше, чем растяжению.



Фиг. 33.

Фиг. 34.

При сжатии образцов дерева получаются резко различные результаты в зависимости от направления сжатия по отношению к волокнам; дерево - материал, называемый анизотропным т. е. обладающим разными свойствами в разных направлениях. При сжатии дерева вдоль волокон предел прочности оказывается примерно в 10 раз больше, чем при сжатии поперёк волокон, а деформация значительно меньше. На фиг. 34 показаны диаграммы сжатия деревянного кубика вдоль и поперёк волокон. В таблице 5 приведены данные о пределах прочности при растяжении и сжатии важнейших материалов.

Таблица 5. Пределы прочности в кг/смК

Наименование материала

При растяжении

При сжатии

Сталь для конструкций (в мостах, зданиях)

3 800 -

4 200

Сталь машиноподелочная (углеродистая) .

3200-

8 000

Рельсовая сталь.................

7000 -

8 000

Специальные стали для машиностроения .

7 500 -

19 000

Чугун (серый)..................

1 700 -

2 500

6000-

10 000

Сплавы меди (латунь, бронза)........

2200 -

5 000

Дерево (сосна)..................

Естественные камни..............

100 -

5 000

Бетон .......................

50 -

Более подробные сведения даны в

приложении в

конце

книги.



§ 16]

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

§ 16. Сравнительная характеристика механических свойств пластичных и хрупких материалов.

Основная разница между хрупкими и пластичными материалами заключается в том, что хрупкие материалы разрушаются при очень небольших деформациях, в то время как окончательное разрушение пластичных материалов происходит лишь после значительных изменений формы. В связи с этим площади диаграмм для пластичных материалов значительно больше, чем для хрупких.

Для разрушения пластичных материалов необходимо затратить гораздо больше работы, чем для хрупких. Поэтому в тех случаях, где задачей конструкции является поглощение возможно большей кинетической энергии удара без разрушения, пластичные материалы оказываются более подходящими.

Хрупкие материалы очень легко разрушаются при действии удара именно потому, что их удельная работа деформации очень мала. При спокойной же, постепенно возрастающей сжимающей нагрузке те же хрупкие материалы способны иногда безопасно брать на себя значительно ббльшие напряжения, чем пластичные, благодаря своей способности давать очень малые изменения формы до напряжений, близких даже к пределу прочности.

Вторым характерным признаком, разделяющим оба типа материалов, является тот признак, что для пластичных материалов можно считать почти одинаковым их поведение в первых стадиях деформации при растяжении и сжатии. Громадное же большинство хрупких материалов сопротивляется растяжению много хуже, чем сжатию. Это в значительной мере ограничивает область применения хрупких материалов или требует специальных мер при работе их на растяжение, например усиления бетона сталью в растянутых элементах.

Резкая разница между пластичными и хрупкими материалами обнаруживается в их поведении по отношению к так называемым мест-*ьм напряжениям. Под местными напряжениями мы подразумеваем такие, которые распространяются на сравнительно малую часть Поперечного сечения элемента. Обычно эти напряжения вызываются каким-либо резким из-**енением размеров или формы поперечных течений по длине стержня.

Гак, если мы будем растягивать стержень, ослабленный отверстием (фиг. 35), то в сечении 2-2, достаточно удалённом от

Отверстия, распределение напряжений будет равномерным; о = .

Фиг. 35.




Фиг. 36.

Это распределение показано на фиг. 36. Если же мы возьмём се-чение /-/, наиболее ослабленное, то, в случае достаточно боль* шой ширины стержня, в нём распределение нормаль-. ных напряжений будет таким, как показано на фиг. 37, т. е. в частях сечения около отверстия напряжение будет примерно равно Зо; однако такое резкое повышение напряжений распространяется на весьма небольшую часть сечения, лишь около отверстия.

На всей остальной площади сечения напряжения остаются равными о, как будто ослабления не было. Таким образом, наличие небольшого отверстия в стержне вызывает очень большие местные напряжения, захватывающие, однако, очень малую часть площади поперечного сечения. Подобные же местные перенапряжения вызываются всякими надрезами, выточками и царапинами на поверхности стержня, винтовой нарезкой, следами от обработки резцом и т. п. У дна этих нарезок и царапин материал испытывает значительно большие напряжения, чем по всему прочему сечению. Эти выводы верны, пока материал следует закону Гука, а деформации, сопровождающие напряжения, малы.

Коэффициент повышения наибольших местных напряжений по отношению к общим называется ко-аффициентом концентрации и обозначается а:

Так как у хрупких материалов мы не получаем значительных деформаций почти до самого разру-Фиг. 37. шения, то изображённая картина распределения напряжений будет иметь место при сжатии или растяжении стержня из такого материала всё время, т. е. пока наибольшие напряжения не достигнут предела прочности*). В связи с этим стержень из хрупкого материала при наличии местных напряжений

разрушится или даст хотя бы трещины при значительно меньших

величинах средних нормальных напряжений о = -р, чем такой же

стержень при отсутствии местных напряжений. Последние, таким образом, резко понижают прочность хрупких материалов.

Пластичные материалы гораздо менее восприимчивы к влиянию этих местных перенапряжений. Представим себе, что мы будем растягивать стержень, показанный на фиг. 35, при условии, что материал его - малоуглеродистая сталь. Пока местные напряжения, равные За, будут ниже предела текучести, будет сохраняться та (или почти та -

) Мы рисуем несколько упрощённую схему работы стержня.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 ( 17 ) 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282