Писаренко Г.С. Сопротивление материалов (1075902), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Цилиндрический образец из малоуГлсроднстОЙ стали принимает прн этом бочкообразну$О форму (рис. 108). Диаграмма сжатия, полученная испытанием образца из такого материала, изо. бпаже$$анарис 109. На рис. 110, $$ показан ХЗРЗ$$гер разрушения Образца из камня подде$$ствиемсжима$ощнх усилий Р при $$зличи"$ 19$ сил трениЯ между плитами машины и торцами Образца. Если уменьшить силы трения„нанеся слой пара$ина на торцы образца, разрушение произоЙДет иначе абис.
110 6). Образец Даст трипнны, параллельные направлении) сжимзкяцих сил, и расслоится. Кзк Образец из камнЯ, разрушается бетонньш Образец. Разрушение при сжатии чугунного Образца происходит Вследствие сдвига одной части образца относительно другой (рис. 111). Лиаграмма сжагня чугуна показана на рис. 112. а' Хй;4щ Р А~К Древесина, являющаяся знизотропным материалом, при сжз тии, кзк и при рзстЯжении, ОблаДзет рззличнОЙ прочноиъю В зависимости от направления сжимающей силы по отношению к на- правлени$О ВОДОИОИ. Нз рис. 113 изображены диаграммы сжатия двух кубиков из древесины Одной породы. Кривая 1 иллгострьрует сжатие кубика ВдОль ВОАОкОЙ, 3 кривзЯ Я вЂ” поперек Волокон. Мэтеркм При сжатии ВдОль Волокон древесина значительно прочнее, чем при сжатии поперек Волокон. При сжатии ~доль В~локон Образец разрупается вследствие сдвига одной части относительно другой, а при сжатии поперек волокон древесина склонна к прессованию н не ВСЕГДЗ УДЗЕТСЯ ОПРЕДЕЛИТЬ МОМЕНТ ИЗЧЗЛЗ РЗЗРУШЕНИЯ.
В табл, 10 приведены значения временного сопротивления прн сжатии некоторых материалов. Определеиие твердости материалов. В иекоторых случаях для О||енки Величины временного с0$$ротивле$$ия мож$$О Воспользоватьсн косвенным методом, в частности измерением твердости. 7Ъердаа$$ь$о материала называют способность оказывать сопротивление механическому проникновению В его поверхность другого, более твердого тела. Для определения твердости чаще всего в поверхность материала с определенной силой Вдавливаюттело(индентор) В Виде шарика, конуса или пирамиды. По размерам полученного отпечатка судят о твердости испытуемого материала. Наибо~ее рзсп1юстраненным СНОС~бом Определе||нн Твердо~ти является способ Бринелля. Стальной закаленный шарик диаметром 0 (рис.
114) вдавливается В испь|туемый образец (изделие) под действием на- Р 9 Грузки Р, приложенноЙ В течение О$$ределеннОГО Времени. После удаления нз грузки измеряетсн диаметр отпечатка, ОставшеГосн нз поверхности Образца. Ч$$сло твердости по Бринеллю НВ определнетсн деле|$ием наГрузки Р кгс на $$$$с И4 площадь поверхности сферического отпечатка, мм и может быль Вычислено ПО фоРмуЛЕ 2Р (4.33) Где Р нагрузкзр кГс И вЂ” диаметр |парика, мм; $1 — диаметр отпечатка, мм. Число твердости выражается в кгсlмм~, хотя Обычно единицу не укззыВают.
Если твердость измеряют шариком П= 10 мм под нагрузкой Р = ЗООО кгс с выдержкой 1 = 10 с, то число твердости по Бринеллю сопровождают обозначением НВ, например НВ ЗОО. При других условиях Определения твердости число твердо~ти сопровож- да|ОГ и$$дексзь|и В следу|ощем порядке" .диаметр шарика~ нагрузка н продолжительность выдержки.
Например, НВ 5/25ВЗΠ— 200 означает число твердости по Бринеллю (200) при ИС$$ыта$$ии шар||- ком 0 = 5 мм под нагрузкой Р = 250 кгс, приложенной в течение 1=30 с. Если твердость материала НВ;~ 400 кгсlмм~, то определить ее, вдавливая шарик, нельзя В связи с заметН~Й деформацией послед- неГО.
В этих случаях Вместо шзр$$ка ВдаВлиВз|От алмазный конус (по Роквеллу) или алмазную пирамиду (по Виккерсу). Применя$ог и другие Сп~собы. Наприа$ер„твердость определяют по Выс~~е О$- скока бойка„$$здз|ицего с Определенной ВысОты иа поверхнОсть испытуемого материала; по периоду качаний маятника, упираю ЩСГОСЯ В ПОВЕРХНОСТЬ МЗТЕРИЗЛЗ. 1верд$$сть, получеи$$ая различными методами, при помОщи спе цналь|$ых таблиц ь|ожет быль переведена в тверДость по Бринеллю. Определение твердости — весьма распространенное испытание, что объясняется его чрезвычайной простотОЙ, Чвердссть можно Определять и непосредственно В условиях прОизводсГВэ иа ГотоВых изделиях, так как Остающиеся Отпечатки ВО мной их случаях не ВОР$ят изделия.
Опытным путем установлено, что для некоторых материалов существует определенпая связь между числом твердости по Брииеллю и Временным сопрОтивлением при разрыВе, Например, для малоугле" родистой стали О„~0,36ИВ; для стэльпоГО литья О„= (0,3 —: —: 0,4) ИВ, для серого чугуна а, = Ий — 40 Различные Види механических испытаний металлов дООт лишь Внешнее представление о харэкзере упругой и пластической деФормации. Приведем краткое и упрощейное изложение ссьременных представлений о процессах~ ПРОисходящих В металлах при таких деФормациях. Как известно, металлы имекл кристаллическую структуру, При затвердевании металла в расплаве одновременно возникает мно- 10 центроВ кристачлизации, вслед~'твие чеГО рост каждого кри" сталла стеснен соседними.
В результате технический металл состоит нз большого Числа кристаллов неправильной огранки, называ~мы~ крисп'пллппГп.ин или крисГпсилически~ии зерно.ии. Относительно друг дру" р *.. ' . Р р тр ра Образом. Вместе с тем в каждом из них атомы расположены совершенно определенно и образуют так называемую кристаллическую РВиюлткф, сОстОящую из ПОВторяющихся ОдинакОвых ячеек.
АтОмы электрически нейтральны~ так как отрицательные заряды электронов, вращающихся вокруг ядра, нейтрализованы его положи заряд . В .лах пр до Оч ом б. е и а мов возникает Возможность Отрыва Валеитного электрона одного атома положител~~о заряженным ядром другого, у этого — слсдующим и т. д. Таким Образом, часть валеитных электронов начинает перемещаться вокруг ядер всех взаимодействующих атомов.
Эти электроны называются сэободньиа„ь оскольку не связаны с определенными атомами. Металл можно представить себе как постройку из нейтральных атомоВ и ЙОнОВ, находящихся в атмосфере электронного газа, который как бы стягивает ионы. Связь между атомами, осуществляемая электростатическими силами в результате взаимодействия положительных ионов и электронного газа, называется м67яоллическоп.
Поскольку эти атомы по сВОей природе ОдинакОВЫ, то расположиться Они должны иа таких расстОяниях друГ От друГЭ и в таких точках пространства, где действующие на них силы притяжения и отталкивания были бы равны. В результате происходит закономериОе расположение атомоВ, наблюдаемое В кристаллической решетке. 1(ристзллическую решетку сбрззуют Воображаемые линии и плоскости, проходящие через точки пространства, в которых расПОАзгзются иОпы металла. Более прзВильио эти тОчки Определить как центры наиболее верояэного расположения ионов, так как те пе Остаюгся неподвижными, а колеблются около этих центров. Последиие Обычно нззыВзют Узлпми крш:пьйААическОЙ ~м'шиики.
Наиболее распространенными типами таких Решеток метзллОВ ЯвляклсЯ кубическая объемиоцентрироваиизя (рис. 115, а), кубическая грзиецентрированиая (рис. 115, б) и 1ексагопалыгая плотноупзковаипая (рис. 115, з). В них и Омы находятся В устойчивом положении Рзвпови'ия и Обладают минимальной потенпиальпой энергией. Прп деформации металла расстояния между атОмзми под дейст Вием Внешних снл изменяк)тся по Опрежленным направлениямф линии и плоскости, проходящие через атомы, нскрпвляютси, кристаллическая решетка искажается. Тзк к при ио рзвноде Ву ц е р тя е я и ОтталкиВзния между атомами уже не равны нулю, то в решетке будут действовать внутренние силы, стремящиеся Вернуть атомы В пОлО- жение РЗВИОВесия. Зависимость между малыми смещениями атомов и силами взаимодействия с известной степенью приближения можно считать линеинОЙ.
Суммарно этО проявляется В линейНОй ЗЗВИСИМОСТИ МЕЖДУ СМЕЩЕНИЯМИ ТОЧЕК ТЕ- лз и Внеп1иими силами, ВырзжаемОЙ законом Гукз. При устранении Внешних снл атомы ВИОВь занимают сВОН прежние места В кристаллической решетке, вследствие чего происходит упругое восстановление формы металлического тела. Так Рис. 113 ОбъЯсняетсЯ упругая деформация. Если внешние силы увеличиваются, то Возрастают и внутренние. Тогда в зернах металла происходит смнцение одной части относительно другой, называемое скольженпем.
Исследованиями установлено, чтО ОнО происходит по плоскостям и направлениям„вдоль которых атомы располагаются наиболее плотно. В каждой из кристаллических решеток, изображенных на рис. 115, одна такая плоскость заштрихована, а направления скольжений указаны стрелками. Важной характеристикой этих плоскостей и направлений является величина сдвигающего напряжения т, вызывающего скольжение. Рассмотрим механизм ОбрззовзниЯ пластической ДеформзЦии В пределах Одного кристалла с совершенной кристаллической решеткой, упрощенная модель которой изображена на рис.
116, а. Пусть в такой решетке Верхний слОЙ атОмов смещается Отно сительно нижнего по плоскости А — А. Если предположить, что в процессе сдвига кристаллическая решетка не искажается, т. е. в ча ях ее ше ниже к и А — А р сто ия кду атома остакпся неизменными, то мо~~о прнйтй к выводу„что Все атомы верхнегО слоя смещяотся Относительно нижиего ОдноВременно и на одну н ту же величину.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
