Феодосьев В.И. Сопротивление материалов 1986 г. (1240839), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Таблица 2 р, «т/и' о, мпа тр' Материал 4000 3500 — 4600 3400 3400 волокно 2400 19 300 2500 2200 †26 3000 !870 1760 3300 волокно 2200 4000 3400 до 20 000 до 15 000 6000 Сталь малоуглеродистая Сталь 30 незакаленная Сталь 30 закаленная Сталь 45 незакаленная Сталь 45 закаленная Сталь У8 незакаленная Сталь У8 закаленная Сталь ЗОХГСА закаленная Сталь 40ХНВ закаленная Чугун серый СЧ28 Титан технический Медь отожженная Медь прутковая Латунь Бронза А.тюмипий Дюраль Вольфрамовая проволока Стенловолокно Бороволокно Карбидное волокно Промышленное углеродное высокомодульное Промышленное углеродное высокопрочное Усы (нитевидные кристаллы) Графит Сапфир (А!т06) Асбест 250 ЗЗО 1030 370 1040 250 700 1400 1720 140 520 55 250 330 !1О 50 340 250 330 900 370 970 430 700 !400 2100 310 520 55 250 330 110 50 340 390 530 1100 620 1080 630 1100 !620 2050 150 600 220 320 450 140 42 28 11 24 13 25 16 1О 1О 0,6 23 46 15 17 7,5 35 13 Гл в РАстя7кение и сжлтие 72 Приведем значения предела прочности для некоторых нитевидных материалов.
Тут же, в табл. 2, даются для наглядности и соответствующие значения плотности р в кг!и'. При испытании на растяжение определяется еще одна характеристика материала. Это — так называемое удлинение при разрыве 6, представляющее собой величину средней остаточной деформации, которая образуется к моменту разрыва на определенной стандартной длине образна. Определение 6 в процентах производится следующим образом.
Перед испытанием на поверхность образца наносится ряд рисок, делящих рабочую часть образца на равные части. После того как образец испытан и разорван, обе его чести составляются по месту разрыва (рис. 55). Далее, по Рис. ез имеющимся на поверхности рискам от сечения разрыва вправо и влевс откладываются отрезки, имевшие до испытания длину бй (рис. 55). Таким образом определяется среднее удлинение на стандартной длине 1,=10й. В некоторых случаях за 1, принимается длина, равная бй (см. табл.
1). Удлинение при разрыве будет следующим: 6 ( во ) = а " ! 00. 10 Возникающие деформации распределены по длине образца неравномерно. Если произвести обмер отрезков, расположенных между соседними рисками, можно построить эпюру остаточных удлинений, показанную на рис. 55. Наибольшее удлинение возникает в месте разрыва. Оио называется обычно истинныл~ удлинением нри разрыве. Диаграмма растяжения, построенная с учетом уменьшения площади г и местного увеличения деформации, называется истинной диаграммой растяжения (см. кривую ОС'0' на рис. 55).
а!7, плАстичнОсть и хРупкОсть. тВЯРдОсть 73 Построение истинной диаграммы бывает необходимо прн теоретическом анализе операции глубокой штамповки н вообще прн решении задач образования больших деформаций. Это построение производится приближенными способами. Рис.
5б Ознн из них заключается в следующем. Сначала определяются координаты о„и еи,т точки 0', истинной точки разрыва (рис. 56). Очевидно, пист=! Осрш где Еж — площадь поперечного сечения шейки после разрыва. Значение вист легко определяется обмером разорванного образца. Ро— значение растягиваюшей силы в момент разрыва (точка 0 диаграммы). Значение си„может быть легко определено из условия равенства объемов материала до и после испытания. Вблизи места разрыва единица длины образна имеет до испытания объем Р 1, а после разрыва— Р (!+е„,).
Тогда Г=Гш(!+си„), откуда Р' аист = и Е Абсцисса точки 0' будет равна Р пист ео, — — — !+— Еси Е Далее, из найденной таким образом точки 0' к кривой 00 проводится касательная 0'С'. Нг участке ОС' обычная диаграмма совпадает с истинной, поскольку шейка на образце еще не образовалась. Прн больших деформациях за истинную диаграмму принимается прямая С'0'. Вместо прямой С0' можно было бы с той же степенью приближения провести также плавно изменяющуюся кривую, касательную к кривой 00.
$ !7. Пластичность н хрупкость. Твердость Способность материала без разрушения получать большие остаточные деформации носит название пластичности. Свойство пластнчностн имеет решающее значение для та. ГЛ, Ь РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ 74 ких технологических операций, как штамповка, вытяжка, волбчение, гибка и др. Мерой пластичности является удлинение Ь при разрыве. Чем больше 6, тем более пластичным считается материал. К числу весьма пластичных материалов относятся отожженная медь, алюминий, латунь, малоуглеродистая сталь и др. Менее пластичными являются дюраль и бронза. К числу слабо пластичных материалов относятся многие легированные стали.
Противоположным свойству пластичности является свойство хрупкости, т. е. способность материала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций. Материалы, обладающие зтим свойством, называются хрупкими. Для таких материалов величина удлинения при разрыве не превышает 2 — 5%, а в ряде случаев измеряется долями процента. К хрупким материалам относятся чугун, е Ю е Рис. 87 Рис. 88 высокоуглеродистая инструментальная сталь, стекло, кирпич, камни и др. Диаграмма растяжения хрупких материалов не имеет площадки текучести и зоны упрочнения ~рис. 57). По-разному ведут себя пластичные и хрупкие материалы и при испытании на сжатие. Как уже упоминалось, испытание на сжатие производится на коротких цилиндрических образцах, располагаемых между параллельными плитами.
Для малоуглеродистой стали диаграмма сжатия образца имеет вид кривой, показанной на рис. 58. Здесь, как и для растяжения, обнаруживается площадка текучести с последующим переходом к зоне упрочнения. В дальнейшем, однако, нагрузка не падает, как прп растяжении, а резко возрастает. Происходит это в результате того, что площадь поперечного сечения сжатого образца увеличивается; сам образец вследствие трения на торцах принимает бочкообразную форму (рис. 59).
Довести образец пластического мате- в !Т. ПЛЛСТИЧИОСТЬ И ХРУПКОСТЬ. ТВЕРДОСТЬ 75 риала до разрушения практически не удается. Испытуемый цилиндр сжимается в тонкий диск (см. рис. 59), и дальнейшее испытание ограничивается возможностями машины. Поэтому предел прочности при сжатии для такого рода материалов найден быть не может (см. табл. 1). ~Р Иначе ведут себя при испытании на сжатие хрупкие материалы. Диаграмма сжатия этих материалов сохраняет качественные особенности диаграммы растяжения (см. рис. 57). Предел прочности хрупкого материала при сжатии определяется так же, как н при растяжении.
Разруп(ение образца происходит с образованием трещин по Рис. 59 наклонным или продольным плоскостям (рис. 60). Сопоставление предела прочности хрупких материалов при растяжении а,р с пределом прочности при сжатиь овв показывает, что эти материалы обладают, как правило, Рис. 60 более высокими прочностными показателями при сжатии, нежели при растяжении. Величина отношения Ввр й=— Ввв для чугуна колеблется в пределах 0,2 — 0,4. Для керамических материалов й=0,1 — 0,2. Для пластичных материалов сопоставление прочностных характеристик на растяжение н сжатие ведется по пределу ГЛ. Ь РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ текучести (охр и о„).
Принято считать, что а„жо„. Принято... Но так ли зто на самом деле — сказать трудно. Справочная литература не щедра на характеристики материалов при сжатии. Значения предела текучести при сжатии, приведенные выше, определялись в свое время специально, чтобы заполнить второй столбец табл. ! "). Что же касается предела прочности при сжатии, то здесь также многое остается неясным.
Достаточно сказать, что, в отличие от растяжения, результаты испытания оказываются зависящими также и от формы поперечного сечения образца. Испытывать на сжатие цилиндр или кубик — не совсем одно ч то же. Существуют материалы, способные воспринимать при растяжении ббльшие нагрузки, чем при сжатии. Зто обычно материалы, имеющие волокнистую структуру.— дерево и некоторые композиты. Этим свойством обладают и некотопые металлы, например магний. Деление материалов на пластичные и хрупкие является условным не только потому, что между теми и другими не ха существует резкого перехода в показателе 6. В зависимости от условий испытания многие хрупкие материалы способны вести себя как пластичные, а пластичные — как хрупкие.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
