Писаренко Г.С. Сопротивление материалов (1075902), страница 15
Текст из файла (страница 15)
99, а); из листового металла Обычно изготовляют плоские Образцы (рис. 99, 6). В Цилиндрических Образцах ДОлжнО быть ВыдержанО соотношенне между расчетнОЙ длиноЙ Образца 16 и диаметром де: у длинных обраацов 13 = 1Щ, у коротких 1, = 5д,. Эти соотношения можно выразить в несколько иной форме. Учитывая, что 4 — )/ ~ 1,13 )/ Ре ГДе Ге — плОщаДь пОперечноГО сечениЯ образца, получаем ДЛЯ длинного Образца ~,= И,Э1,Г;, (4-Я для короткого Образцз ~, = 5,65|/Х;. (4.$8) Чтобы соблюсти подобие при испытаниях, эти соотношения нужно ВыДержиВзть и Для плоских обрззЦОВ.
В качестве ОснОвных применяют Образны с диаметром де = К мм; при этом рабочая длина ~„= 100 мм. Допускается применение образцов и других диаметров при условии, что рабочая длина их 1~ =- 10 д, или 1, = бд,, Т~~ие Образцы н~~~~ают пропорииойпльйыми. Диаграммы расти)кения Для испытаний на растяжение применяют разрывные машины, позволяющие в процессе испытания определять усилия и соответствующие нм деформации Образца. По этим данным строят первичную диаграмму растяжения, в которой ПО Оси ОрДинат Откладывают усилия~ а пО оси абсцисс — соотВютствующию им уДлинеиий. ДиаГрамма растяжениЯ может быть полу- '««'ФЪЬ и автоматически при пОИОщи специальных диаграммных аппаратоВ.
Ха" рактер диаграммы растй- ЖЕНИН З~~ИСИТ ОТ СВОЙС~~ испытуемоГО материала. Типичиый Вид такОЙ диаграммы для малоуглероди- стОЙ стали нзображен на рис. 1ОО. Рассмотрим характерные участки и точ~и этой диаграммы, а также соотРЙс. 469 Ветствующие им стадии де" формирований Образна. От начала нагружения до определенного значения растягнвающей силы имеет место прямая пропорциональная зависимость между удлинением образца и силой.
Эга зависимость на диаграмме выражаетсй прймой ОА. На этОЙ стади~ растяжений справедлив закон Гука. Обозначим силу, при которой закон пропорциональности прекращают свою действию, через Рдц. Этому значению силы на диа грамме соотв ю, Вызванное снлоЙ Рпц, $изываются и Вычисляется по фор- МуЛЮ М Таким образом, пределом Йропорчьойй" ЙООПИ ЙФ5ыайипся йй- Й,.ПяжайиГ, ЙОССАю когпорсюо Ййяыйсяся зпкой Гцкй. Как уже указыВалось, оеформиция Ййзыаиюшся упряРОЙ, если Ойо Йояйи'Мыл шчезййи после ром®яш.
Допустим, чтО пОстепенно пОВышая ИЯГрузку Р, будем при каждом ее значении проводить пОпную разгрузкуобразца. Пока сила Р не достигнет определенной величины, Вызванные ею деформации будут исчезать при разгрузке. Процесс разгружения при этом изобразится той же линией, что и нагружюнию.
Обозначим через ууд нанбОльшее значение силы~ при котороч образец еще ие дает Ърв разгрузке остаточной деформации. Этому И У Ф Ф Ф Р ф~ 4' ' ' 4% значению ца диаграмме соотвегствует точка Б, а п гой стадии участок диаграммы Щ3 ЯЯЖейИЕ, ОО КИПОРОГО ОГО Дс ири Рпзе~Рузке йе ОбйоружиЬОгяи:я, ййзьжпидс :-.3ю напряжение ВызыВается сп'юй Р и Опре Предел упругости является характеристикой, не связанной с законом Гука Точка В может располагаться как Выше, так и ниже тОчки А. Эти тОчки, а следовательно и значения напряжений О,„ и О„„ близки друг ь другу и обычно различием между ними пре- Р иебрсгают.
После тОчки А при Дальней1пем растяжеии и Образца кривая раст Яжения станОВитсЯ кривОлицейнОЙ и плаВно пОДиимается ДО точки С, где наблюдается переход к горизонтальному участку Со, называемому яяои;Одкои Рлскучесжи. На Этой стадии растйжениЯ удли" иенце образца растет Яри питлОЯййом зйачейии ~мюЯЯРий7иифй силы, Обозн ачаемой через Р,. Такой процесс деформации, назыВаемый Фпекдчн7пью мшяериилп, сопровождается Остаточным (пластическим) удлинением не Р исчезакяцим после азг 'зк Р Таким ОбразО, Я Г ГАО ск ЧВопи О. 0- ямбиеуяся йпимейыисе ййпряжейие, лри упо- Рж. 161 РОм <жформтщия Оброацй ярошходизп при яо ииояййом РПОПАГиииои(Гм усилии. Величина предела текучести Вычисляется по формуле 3~ (4.21) Начало пластической деформации соответствует наступлению Некоторого критического состояния металла, которое можно обнаружить не только по остаточным деформациям, но и по другим признакам. При пластической деформации повышается температура образца„у стали изменяются электропроводность и магнитные свойства; на полированной ~оверхн~ст~ образцов, особ~~но плоских, заметно потускнение, являющееся результатом появления густой сетки линий, носящих название Аийии Ч6'Рйой2 (линий Людерса).
Последние наклонены к оси образца приблизительно под углом 45' (рис, 101, а) и представляют собой микроскопические неровности, возникающие Вследствие сдвигов в тех плоскостях кристал- лОВ„где Действуют наибольшие касательные напряжения. В резуль тате сдвигов по наклонным плоскостям образец получает остаточные Деформации. Механизм образования их упрощенно показан иа рис. 1О1, б, ФЭ После стадии текучести материал вновь приобретает способность увеличивать сопротивление дальнейшей деформации и Воспринимает возрастающее до некоторого предела усилие.
Этому отвечает восходящий участок ВЕ (рис. 100) кривой растяжения, называемый учаеиюм упрочйейая. Точка Е соответствует наибольше силию Рцдц~~ като ое ма Васп и нять Об аз Йпряжейпе, е003паеяс ЖЯ 6 емеййым 60Щюииелейием и Или и делам и йосшп Од|. Его ВЫЧИСЛЯют ПО (4.22) До этого момента удлинения распределялись равномерно по всей длине 1, Образца, площади поперечных сечений расчетной части обра~ца ~зменялис~ незначительно и та~же ра~~о~ерно по Дл~~~. Поэтому для вычисления о, о„„о, и о' в рзсчстные формулы ВВОдилОсь первоначальное знз" чение пл~щади Р„. После доипижейил устелил Риаз при даль Вие. аа нейшем растяжении образца деформйЦЙЯ про иавдии„главным образом, йа йебольшой длийе обрпзт(п.
Залпа аедетп к оброзоеойию ~яеетпйаео Ежейпл а анде и~ейкн (рис. 102) и к ппдейню еплы Р, несмотря нз то что напряжение в сечении шейки непрерывно растет, Падение растягивающей силы Р наблюдается лишь при испытании образца в машине, ограничивающей скорость нарастании деформации. При нагруженип путем подВешиВания грузОВ разрушение прОизойдет при настоян" ной нагрузке, но со все возрастающей скоростью деформации.
Обозначив через Р„ величину растягивающей силы В момент разрыва, получим (4.23) Определяемое таким Образам Кап Я жение и и 1Ве Об азц весьма условно и не может быть использовано в качестве характеристики механических свойств стали. Условность состоит в том, ЧТО ПОЛУЧЕНО ОНО ДЕЛЕНИЕМ СИЛЫ В МОМЕНТ РЗЗРЫВЗ На ПЕРВОНЗЧЗЛЬ- ную площадь поперечного сечения образца, а не на действительную ега плОщздь при рззрыВе, которая значительно меньше начальной вследствие образования шейки. Основными характеристиками упругости и прочности материалов„ используемыми в практических расчетах, являются предел упругосшн а „, предел яекучеапи о, и времеййое сопропаалейие (' предел прочйаапп) о, (о,„). Для малоуглеродистой стали, нмеюЩей плОЩВДку текучести, изпр имер Для стали СТ2, эти характеристики следующие; о „= 2000 кгс~см', о, = 2200 —: —: 2600 кгс/см~, о, = 3400 — „4ЖВ кгсlсм~.
для метзллОВ, не имеющих площадки текучести предел тпекучесгпи ОпределЯюш услоейо кок йшЦ)Яжейпе, прп йоиифом оетпЯпочйоЯ деформ1Щия ебстп~иллепт зеличййу, Цспшйоалеййую ГОСТОМ шш тпех- ! ~Ф нйчеа»имд условиями. По ГОСТ 1497 — 73 величина остагочной деформации составляет О,2% от измеряемой длины образца.
Условные пределы текучести отмечают нижним индексом в соответствии с за- даннОЙ Величиной деформапии, напрнмер: Оа,р. УчитыВЭЯ, что практически трудно установить начало Отклонения От закона пропорциональности и началО пОВВления первых остаточных деформаций, вводят также понятия условных предела ПрОПОрцноиаЛЬНОСТИ И ПрЕдЕЛа унруГОСтн. Условным пределом пропорйиокшькоегпи назива%$п наымекьшее наГ»рляеедие, прй код»ором Огпклонелйе ОГд линейной эавиеймоеГли мемеду йапрлзсеййем и деч.брма»1иед до»тлиеаелт йекаиОроы выичийи, устанавливаемой техническими уеловилмд (например О,ОО2% от измеряемой Длины Образца).
Ь'~лавным пределом упру~~~~и на~~йаюгц найменьи~ее напрляееяие, при ко»лорам оалипочнал деформа»1ил до»тигаеи заданной величины (обычно О,О01% — О,О5% от измеряемой длины образца). Его о~~~~а~~ нижним ~~де~со~ в соотве*ствии с заданноЙ ВеличиНОЙ Остаточной деформации (например, Оо,иц и Оцень). Важнейшие механические характеристики некоторых широко применяемых материалов приведены в приложениях 2 — 8.
Разгрузка и повторное нагруженне. Как уже было сказано, если при усилии растяжения, вызывающем напряжение не выше предела упругости, прекратить нагружение, а затем разгружать образец„то проЦесс разГрузки изобразитсЯ на ДиаГрамме линией, практи~ес~~ с~впада~щеЙ с ~~н~еЙ нагрузки. По~ле ~~~~ч~~~~ь~ой разгрузки образца его удлинение полностью исчезнет.
Повторное нагружение на диаграмме пойдет по той же линии ОВ, полученной при первом ИЭГружении образЦЭ, Иначе будет, если к началу разгрузки напряжение в образце превышает предел упругости. Произведя разгрузку, например, пмле достижения силой значения, изображаемого ординатой точки М (рис. 1ОО) „заметим, что процесс разгрузки на диаграмме описывается уже не кривой, совпадаккцей с кривой ОАВСОМ нагружения, а прЯмоЙ МЛ~„паралнельной прямолинейному участку ОА диаГрам" мы. Удлинение И', полученное образцом до начала разгружения, при разгрузке полностью не исчезнет. Исчезнувшая часть удлинения на диаГрамме изобразится отрезком Иу~ а остаВшаЯся отрезком И», Следовательно„полное удлинение образца за пределом упругости состоит из двух частей — уппугой и пл стической: ..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
