Меню

Для пластичных материалов предельное напряжение это

Предельные и допустимые напряжения

Предельным напряжением считают напряжение, при котором в материале возникает опасное состояние (разрушение или опасная деформация).

Для пластичных материалов предельным напряжением счита­ют предел текучести, т.к. возникающие пластические деформации не исчезают после снятия нагрузки:

Для хрупких материалов, где пластические деформации отсут­ствуют, а разрушение возникает по хрупкому типу (шейки не обра­зуется), за предельное напряжение принимают предел прочности:

Для пластично-хрупких материалов предельным напряжением считают напряжение, соответствующее максимальной деформации 0,2% (сто,2):

Допускаемое напряжение — максимальное напряжение, при ко­тором материал должен нормально работать.

Допускаемые напряжения получают по предельным с учетом запаса прочности:

где [σ] — допускаемое напряжение; s — коэффициент запаса прочно­сти; [s] — допускаемый коэффициент запаса прочности.

Примечание. В квадратных скобках принято обозначать допускаемое значение величины.

Допускаемый коэффициент запаса прочности зависит от каче­ства материала, условий работы детали, назначения детали, точно­сти обработки и расчета и т. д.

Он может колебаться от 1,25 для простых деталей до 12,5 для сложных деталей, работающих при переменных нагрузках в услови­ях ударов и вибраций.

Особенности поведения материалов при испытаниях на сжатие:

1. Пластичные материалы практически одинаково работают при растяжении и сжатии. Механические характеристики при растяже­нии и сжатии одинаковы.

2. Хрупкие материалы обычно обладают большей прочностью при сжатии, чем при растяжении: σвр

Источник

Предельное напряжение: определение и расчеты

Каждый материал обладает набором свойств, которые определяют его дальнейшие характеристики. Одним из таких качеств является сопротивляемость механическим нагрузкам, которая называется предельным напряжением. Под этим понятием понимают не только разрушение материала в точке излома, но также появление остаточной деформации. Иными словами, это противодействие внешним силам, которые приводят к ослаблению прочности. Статья рассказывает о том, что собой представляет такое напряжение, как рассчитывается и как определяется.

Что это за показатель?

Предельное напряжение материала — это максимальная сила разрывного натяжения, которую необходимо приложить на площадь его поперечного сечения, которому он сможет сопротивляться до полного своего разрушения или излома. Простая формула расчета выглядит так: напряжение равно силе, деленной на площадь. Из нее видно, что, чем больше площадь, тем меньшую силу нужно приложить. Это же справедливо и наоборот. Чем меньше поперечное сечение заготовки, тем больше усилия потребуется, чтобы сломать ее.

Однако показатели жесткости у разных материалов не одинаковые. Одни обладают хрупкостью, другие — эластичностью. Предельно допустимое напряжение для каждого определяется с помощью механических испытаний. Результат считается достигнутым, когда на поверхности образца появляются внешние признаки нарушения целостности. Они могут выражаться в виде разрушения или излома. Для последнего применяется термин «предел текучести». Первое говорит о хрупкости, второе — о пластичности.

Оба понятия связаны с предельным напряжением, при котором нарушается прочность материала. Рассмотрим более подробно, как разграничены эти два понятия.

Читайте также:  Генератор пилообразного напряжения таймере 555

Напряжение и текучесть

Жесткость материалов можно разделить на такие два понятия, как хрупкость и пластичность:

  • Первое предполагает разрушение структуры образца уже при малых воздействующих силах. Эластичные материалы сопротивляются внешнему воздействию, оставляя лишь остаточную деформацию в виде излома. Отсюда следует, что для пластичных элементов критерием непрочности служит изгиб, так как он наступает раньше, чем полное разрушение.
  • Для того чтобы загнуть образец, нужно приложить меньше усилий, чем для разрыва. Поэтому для пластичных деталей предельным напряжением является предел текучести. Хрупкие изделия тоже обладают текучестью, но для них этот показатель слишком мал.

    Напряжение, которое возникает в поперечном сечении образца, называют расчетным. Далее мы рассмотрим его подробнее.

    Формулы для расчета напряжения

    Расчет предельных напряжений выполняется по следующее формуле:

    • s — нормальное напряжение, направленное перпендикулярно поверхности изделия;
    • s(пред.) — предельное напряжение, которое приводит к полному разрушению образца или к его деформации, и для пластичных (мягких) материалов значение подразумевает предел текучести, а для хрупких элементов — предел прочности;
    • n — нормированный коэффициент запаса прочности, который необходим для компенсации временных перегрузок на рабочие конструкции, выполненные из этого материала.

    Для расчета касательных нагрузок используют формулу:

    • t — касательное напряжение;
    • v — коэффициент Пуассона, который применяется к конкретному материалу конструкции.

    Заключение

    Показатель напряжения является важным параметром для расчета прочности рабочей конструкции. Он используется при проектировании несущих элементов. Помогает определить степень выполнения деталью своей функции и ее срок службы.

    Источник

    Предельные и допустимые напряжения

    Предельным напряжением считают напряжение, при котором в материале возникает опасное состояние (разрушение или опасная деформация).

    Для пластичных материалов предельным напряжением счита­ют предел текучести, т.к. возникающие пластические деформации не исчезают после снятия нагрузки:

    Для хрупких материалов, где пластические деформации отсут­ствуют, а разрушение возникает по хрупкому типу (шейки не обра­зуется), за предельное напряжение принимают предел прочности:

    Для пластично-хрупких материалов предельным напряжением считают напряжение, соответствующее максимальной деформации 0,2% (сто,2):

    Допускаемое напряжение — максимальное напряжение, при ко­тором материал должен нормально работать.

    Допускаемые напряжения получают по предельным с учетом запаса прочности:

    где [σ] — допускаемое напряжение; s — коэффициент запаса прочно­сти; [s] — допускаемый коэффициент запаса прочности.

    Примечание. В квадратных скобках принято обозначать допускаемое значение величины.

    Допускаемый коэффициент запаса прочности зависит от каче­ства материала, условий работы детали, назначения детали, точно­сти обработки и расчета и т. д.

    Он может колебаться от 1,25 для простых деталей до 12,5 для сложных деталей, работающих при переменных нагрузках в услови­ях ударов и вибраций.

    Особенности поведения материалов при испытаниях на сжатие:

    1. Пластичные материалы практически одинаково работают при растяжении и сжатии. Механические характеристики при растяже­нии и сжатии одинаковы.

    Читайте также:  Указатели напряжения электрические штанги

    2. Хрупкие материалы обычно обладают большей прочностью при сжатии, чем при растяжении: σвр

    Расчеты на прочность при растяжении и сжатии

    Расчеты на прочность ведутся по условиям прочности — нера­венствам, выполнение которых гарантирует прочность детали при данных условиях.

    Для обеспечения прочности расчетное напряжение не должно превышать допускаемого напряжения:

    Расчетное напряжение а зависит от нагрузки и размеров попе­речного сечения, допускаемое только от материала детали и усло­вий работы.

    Существуют три вида расчета на прочность.

    1. Проектировочный расчет — задана расчетная схема и на­грузки; материал или размеры детали подбираются:

    — определение размеров поперечного сечения:

    по величине σпред можно подобрать марку материала.

    2. Проверочный расчет — известны нагрузки, материал, раз­меры детали; необходимо проверить, обеспечена ли прочность.

    3. Определение нагрузочной способности (максимальной нагрузки):

    Примеры решения задач

    Прямой брус растянут силой 150 кН (рис. 22.6), материал — сталь σт = 570 МПа, σв = 720 МПа, запас прочности [s] = 1,5. Определить размеры поперечного сечения бруса.

    2. Потребная площадь поперечного сече­ния определяется соотношением

    3. Допускаемое напряжение для материала рассчитывается из заданных механических характеристик. Наличие предела текучести означает, что материал — пластичный.

    4. Определяем величину потребной площади поперечного сече­ния бруса и подбираем размеры для двух случаев.

    Сечение — круг, определяем диаметр.

    Полученную величину округляем в большую сторону d = 25 мм, А = 4,91 см 2 .

    Сечение — равнополочный уголок № 5 по ГОСТ 8509-86.

    Ближайшая площадь поперечного сечения уголка — А = 4,29 см 2 (d = 5 мм). 4,91 > 4,29 (Приложение 1).

    Контрольные вопросы и задания

    1. Какое явление называют текучестью?

    2. Что такое «шейка», в какой точке диаграммы растяжения она образуется?

    3. Почему полученные при испытаниях механические характе­ристики носят условный характер?

    4. Перечислите характеристики прочности.

    5. Перечислите характеристики пластичности.

    6. В чем разница между диаграммой растяжения, вычерченной автоматически, и приведенной диаграммой растяжения?

    7. Какая из механических характеристик выбирается в качестве предельного напряжения для пластичных и хрупких материалов?

    8. В чем различие между предельным и допускаемым напряже­ниями?

    9. Запишите условие прочности при растяжении и сжатии. Отли­чаются ли условия прочности при расчете на растяжение и расчете на сжатие?

    10.

    Ответьте на вопросы тестового задания.

    Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор.

    ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала.

    ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры.

    Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.).

    Читайте также:  Что делать у меня низкое напряжение в сети

    Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

    Источник

    Предельные и допустимые напряжения

    Предельным напряжением считают напряжение, при котором в материале возникает опасное состояние (разрушение или опасная деформация).

    Для пластичных материалов предельным напряжением счита­ют предел текучести, т.к. возникающие пластические деформации не исчезают после снятия нагрузки:

    Для хрупких материалов, где пластические деформации отсут­ствуют, а разрушение возникает по хрупкому типу (шейки не обра­зуется), за предельное напряжение принимают предел прочности:

    Для пластично-хрупких материалов предельным напряжением считают напряжение, соответствующее максимальной деформации 0,2% (сто,2):

    Допускаемое напряжение — максимальное напряжение, при ко­тором материал должен нормально работать.

    Допускаемые напряжения получают по предельным с учетом запаса прочности:

    где [σ] — допускаемое напряжение; s — коэффициент запаса прочно­сти; [s] — допускаемый коэффициент запаса прочности.

    Примечание. В квадратных скобках принято обозначать допускаемое значение величины.

    Допускаемый коэффициент запаса прочности зависит от каче­ства материала, условий работы детали, назначения детали, точно­сти обработки и расчета и т. д.

    Он может колебаться от 1,25 для простых деталей до 12,5 для сложных деталей, работающих при переменных нагрузках в услови­ях ударов и вибраций.

    Особенности поведения материалов при испытаниях на сжатие:

    1. Пластичные материалы практически одинаково работают при растяжении и сжатии. Механические характеристики при растяже­нии и сжатии одинаковы.

    2. Хрупкие материалы обычно обладают большей прочностью при сжатии, чем при растяжении: σвр 2 .

    Сечение — равнополочный уголок № 5 по ГОСТ 8509-86.

    Ближайшая площадь поперечного сечения уголка — А = 4,29 см 2 (d = 5 мм). 4,91 > 4,29 (Приложение 1).

    Контрольные вопросы и задания

    1. Какое явление называют текучестью?

    2. Что такое «шейка», в какой точке диаграммы растяжения она образуется?

    3. Почему полученные при испытаниях механические характе­ристики носят условный характер?

    4. Перечислите характеристики прочности.

    5. Перечислите характеристики пластичности.

    6. В чем разница между диаграммой растяжения, вычерченной автоматически, и приведенной диаграммой растяжения?

    7. Какая из механических характеристик выбирается в качестве предельного напряжения для пластичных и хрупких материалов?

    8. В чем различие между предельным и допускаемым напряже­ниями?

    9. Запишите условие прочности при растяжении и сжатии. Отли­чаются ли условия прочности при расчете на растяжение и расчете на сжатие?

    10.
    Ответьте на вопросы тестового задания.

    Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

    Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

    Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

    Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

    Источник

  • Adblock
    detector