Главная страница
Форум
Промиздат
Опережения рынка
Архитектура отрасли
Формирование
Тенденции
Промстроительство
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 16] СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ 63 протяжении между пределами пропорциональности и текучести) картина распределения напряжений, которая показана на фиг. 37. Как только наибольшие напряжения у краёв отверстия дойдут до предела текучести, тотчас же в этих точках начнут появляться остаточные деформации, - некоторое время материал будет деформироваться без дальнейшего повышения напряжений. После того как эти деформации достигнут определённой величины, иначе говоря, после того как будет пройдена площадка текучести, - начнётся упрочнение, напряжения вновь начнут увеличиваться, но медленнее, чем до наступления текучести. В остальной части сечения, работающей при напряжениях ниже предела текучести, эти напряжения при дальнейшем увеличении нагрузки будут расти и догонять остановившиеся на некоторое время в своём росте напряжения у краёв отверстия. Таким образом, к тому моменту, когда средние напряжения достигнут предела текучести, при условии достаточно длинной площадки текучести, действительные напряжения в значительной степени выравнятся, - не будет резкой разницы в их величине у края отверстия и по остальному сечению. При короткой площадке текучести такое выравнивание будет менее значительным из-за явления упрочнения, так как напряжения у края отверстия вновь начнут расти ещё до того, как в остальной части сечения будет достигнут предел текучести. При дальнейшем растяжении стержня частичное выравнивание напряжений отчасти сохранится, и наибольшие грузы для стержней, ослабленного и не ослабленного отверстием, для пластичного материала, будут значительно менее разниться, чем для подобных стержней из хрупкого материала. Таким образом, в стержнях из пластичного материала местные перенапряжения значительно слабее отзываются на прочности при статической нагрузке, чем в стержнях из хрупкого материала. Поэтому, например, при испытании образцы из углеродистой (менее пластичной) стали требуют гораздо более тщательной отделки поверхности, чем образцы из малоуглеродистой стали. Роль пластичности по отношению к местным напряжениям заключается в том, что она как бы выравнивает эти напряжения. Нами описана значительно упрощённая схема работы стержня с отверстием. На самом деле, выравниванию напряжений препятствует не только явление упрочнения, но и изменение напряжённого состояния в месте концентрации, переход его из линейного напряжённого состояния в объёмное. Такое сложное напряжённое состояние будет исследовано в дальнейшем в гл. VIL Наконец, ещё одно обстоятельство обусловливает выбор того или другого типа материала при практическом применении. Зачастую ри сборке конструкции бывает необходимо несколько погнуть или исправить искривлённый элемент. Так как хрупкие материалы выдер-вают без разрушения лишь очень малые деформации, то подобные Операции с ними обычно ведут к появлению трещин. Пластичные же материалы, имеющие способность принимать значительные деформации без разрушения, обычно без всяких затруднений допускают такие изгибы и исправления. Таким образом, хрупкие материалы плохо сопротивляются растяжению и ударам, очень чувствительны к местным напряжен ниям и не переносят исправлений формы изготовленных из них элементов. Пластичные же материалы этими недостатками не обладают; таким образом, пластичность является одним из самых важных и желательных качеств материала. У хрупких материалов имеется то достоинство, что они обычно дешевле и зачастую обладают высоким пределом прочности сжатию, что может быть использовано при спокойной нагрузке. Таким образом, хрупкие и пластичные материалы обладают резко разнящимися, противоположными свойствами в отношении их сопротивления простому сжатию и растяжению. Однако эта разница является лишь относительной. Хрупкий материал может получить свойства пластичного, и наоборот. Эти свойства - хрупкость и пластичность - зависят от способа обработки материала, от вида напряжённого состояния и температуры. Камень, являющийся при простом сжатии типично хрупким материалом, можно заставить деформироваться как пластичный; в некоторых опытах это удавалось при действии на цилиндрический образец камня давлений, приложенных не только по основаниям цилиндра, но и по его боковой поверхности. С другой стороны, малоуглеродистую сталь, пластичный материал, можно поставить в такие условия работы, например при низких температурах, что она даёт совершенно хрупкое разрушение. Таким образом, характеристики хрупкий , пластичный , которые мы даём материалам на основании опытов на растяжение и сжатие, относятся лишь к поведению этих материалов при обычных температурах и лишь при сопротивлении указанным видам деформаций. Вообще же хрупкий материал может перейти в пластичный, и наоборот. Поэтому правильнее говорить не о хрупком и пластичном материале, а о хрупком или пластичном состояниях материала. Необходимо отметить, что уже сравнительно небольшое повышение пластичности хрупкого материала (хотя бы до 20 относительного удлинения при разрыве) позволяет применять его в целом ряде случаев, исключавшихся для хрупких материалов (в частях машин). Поэтому работа над повышением пластичности таких материалов, как бетон, чугун, заслуживает самого серьёзного внИ мания. Подробнее вопрос о причинах хрупкого и пластичного состояния материала рассмотрен в главе XXXV11L g 17. Основания для выбора коэффициента запаса прочности. д. В предыдущих параграфах подробно изучены способы вычисления напряжений, определения механических свойств материалов при растяжении и сжатии и даны указания о выборе того или иного типа материала (пластичного или хрупкого) в зависимости от условий работы конструкции. Для установления величины допускаемых напряжений, пригодных в разных случаях действия нагрузки, приведённых пока данных всё же не вполне достаточно. Все величины, характеризующие механические свойства материала (предел прочности, относительное удлинение, предел пропорциональности и т. п.), получаются из опытов в лаборатории при действий статтеской нагрузки, т. е. возрастающей постепенно, без толчков, ударов и перемен знака. Точно так же формулы, связывающие величину нормальных напряжений а с величиной сжимающих или растягивающих сил Р, выведены для случая статического действия этих сил; предполагалось, что внешние силы и напряжения, приложенные к отсечённой части стержня, взаимно уравновешиваются. Между тем в целом ряде случаев приходится иметь дело с нагрузками, действующими ударно или систематически меняющимися. Влияние ударно приложенной нагрузки сказывается двояко по сравнению со статической; с одной стороны, хрупкие и пластичные материалы различно реагируют как материалы на ударное действие нагрузок; с другой стороны, и напряжения оказываются в этом случае другим , чем при статических нагрузках. Подробнее этот вопрос будет разобран в главах о динамическом действии нагрузок. Здесь мы обратим внимание только на то обстоятельство, что при динамическом действии нагрузок напряжения обычно будут ббль-шими, чем при статическом действии тех же нагрузок. Это положение подтверждается опытами и может быть доказано теоретически, что и будет сделано в отделе X. Отношение напряжения Од, вызванного динамическим действием нагрузки, к напряжению о, вызванному статическим действием той же нагрузки, носит название динамического коэффициента и обозначается Лд: Величина динамического коэффициента зависит от характера динамичности нагрузки и в ряде случаев достигает весьма больших значений. Б. Сопротивление материалов действию нагрузок, систематически изменяющих свою величину или величину и знак, значительно отличается от сопротивления материалов статическому и ударному действию нагрузок. Если, например стальной стержень мы будем подвергать боль-число раз попеременно растяжению и сжатию, то обнаружим, 3 Н. М. Беляев |