Mustahkamlik chegarasi- bu materialning vaqtinchalik qarshiligi bilan bir xil. Ammo bu atamani ishlatish to'g'riroq bo'lishiga qaramay vaqtinchalik qarshilik, kuchlanish kuchi tushunchasi texnik so'zlashuv nutqida yaxshiroq ildiz otgan. Shu bilan birga, me'yoriy hujjatlar va standartlarda "vaqtinchalik qarshilik" atamasi qo'llaniladi.
ICM (www.sayt)
Kuch- bu materialning deformatsiyaga va yo'q qilishga chidamliligi, asosiylaridan biri mexanik xususiyatlar. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, kuch - bu materiallarning ma'lum ta'sirlarga (yuklarga, haroratga, magnit va boshqa maydonlarga) qulab tushmasdan bardosh berish xususiyati.
TO kuchlanish kuchi xususiyatlari egiluvchanlikning normal moduli, proportsional chegara, elastik chegara, oquvchanlik va valentlik kuchi (chiqish kuchi) kiradi.
Mustahkamlik chegarasi- bu deformatsiyaga uchragan materialning buzilishi sodir bo'ladigan maksimal mexanik kuchlanish; valentlik kuchi s B bilan belgilanadi va kvadrat santimetrga kilogramm kuch bilan o'lchanadi (kgf/sm2), shuningdek, megapaskallarda (MPa) ko'rsatiladi.
Lar bor:
- mustahkamlik chegarasi,
- bosim kuchi,
- egilish kuchi,
- burilish kuchi.
Qisqa muddatli quvvat (MPa) valentlik sinovlari yordamida aniqlanadi, deformatsiya ishlamay qolguncha amalga oshiriladi. Chidamlilik sinovlari kuchlanish, cho'zilish, elastik chegara va boshqalarni aniqlash uchun ishlatiladi. Uzoq muddatli mustahkamlik sinovlari, birinchi navbatda, materiallarni yuqori haroratlarda (uzoq muddatli mustahkamlik, o'rmalanish) ishlatish imkoniyatini baholash uchun mo'ljallangan; natijada s B/Zeit aniqlanadi - berilgan xizmat muddati uchun cheklangan uzoq muddatli quvvat chegarasi.
ICM (www.sayt)
Metalllarning mustahkamligi
Kuch fizikasi Galiley tomonidan asos solingan: tajribalarini jamlab, u (1638) taranglik yoki siqilish paytida halokat yukini aniqladi. P berilgan material uchun faqat tasavvurlar maydoniga bog'liq F. Shunday qilib, yangi jismoniy miqdor paydo bo'ldi - kuchlanish s=P/F- va materialning fizik konstantasi: sinish kuchlanishi.
Vayronagarchilik fizikasi metall mustahkamligi haqidagi fundamental fan XX asrning 40-yillari oxirida paydo bo'lgan; Bu mashinalar va inshootlarning tobora tez-tez halokatli vayron bo'lishining oldini olish uchun ilmiy asoslangan chora-tadbirlarni ishlab chiqish zarurati bilan bog'liq edi. Ilgari mahsulotlarning mustahkamligi va yo'q qilinishi sohasida metallning ichki tuzilishini hisobga olmagan holda, bir hil elastik-plastmassa qattiq jismning postulatlariga asoslangan holda faqat klassik mexanika hisobga olindi. Vayronagarchilik fizikasi shuningdek, metall panjaraning atom-kristal tuzilishini, metall panjarada nuqsonlarning mavjudligini va bu nuqsonlarning metallning ichki tuzilishi elementlari bilan o'zaro ta'sir qilish qonuniyatlarini hisobga oladi: don chegaralari, ikkinchi faza, metall bo'lmagan qo'shimchalar va boshqalar.
Katta ta'sir moddiy quvvat muhitda kuchli adsorbsiyalanishi mumkin bo'lgan sirt faol moddalar (namlik, aralashmalar) mavjudligi ta'sir qiladi; kuchlanish kuchi pasayadi.
Metall strukturasidagi maqsadli o'zgarishlar, shu jumladan qotishma modifikatsiyasi metallning mustahkamligini oshirishga olib keladi.
Metalllarning mustahkamligi haqidagi o'quv filmi (SSSR, chiqarilgan yili: ~1980):
Metallning kuchlanish kuchi
Misning kuchlanish kuchi. Xona haroratida tavlangan texnik misning kuchlanish kuchi s B = 23 kgf / mm 2 ni tashkil qiladi. Sinov harorati oshishi bilan misning kuchlanish kuchi pasayadi. Qotishma elementlar va aralashmalar misning cho'zilish kuchiga turli yo'llar bilan ta'sir qiladi, uni oshiradi va kamaytiradi.
Alyuminiyning kuchlanish kuchi. Xona haroratida texnik toza tavlangan alyuminiy valentlik kuchiga ega s B = 8 kgf / mm 2. Alyuminiyning tozaligi ortishi bilan alyuminiyning mustahkamligi pasayadi va uning egiluvchanligi ortadi. Masalan, 99,996% tozaligi bilan erga quyilgan alyuminiy 5 kgf / mm 2 kuchlanishga ega. Alyuminiyning kuchlanish kuchi sinov haroratining oshishi bilan tabiiy ravishda kamayadi. Harorat +27 dan -269 ° C gacha tushganda alyuminiyning vaqtinchalik qarshiligi oshadi - texnik alyuminiy uchun 4 marta va yuqori toza alyuminiy uchun 7 marta. Qotishma alyuminiyning mustahkamligini oshiradi.
ICM (www.sayt)
Cheliklarning yakuniy mustahkamligi
Misol tariqasida, ba'zi po'latlarning kuchlanish kuchi qiymatlari keltirilgan. Ushbu qiymatlar davlat standartlaridan olingan va tavsiya etiladi (majburiy). Po'latlarning, shuningdek, quyma temirlarning, shuningdek, boshqa metall qotishmalarining kuchlanish kuchining haqiqiy qiymatlari ko'plab omillarga bog'liq va agar kerak bo'lsa, har bir alohida holatda aniqlanishi kerak.
Standartda (po'lat quyish, GOST 977-88) ko'zda tutilgan qotishmagan konstruktiv po'latlardan yasalgan po'lat quyma uchun po'latning kuchlanish kuchi taxminan 40-60 kg / mm 2 yoki 392-569 MPa ni tashkil qiladi (normalash yoki temperaturani normallashtirish). ), toifa kuchi K20-K30. Söndürme va temperaturadan keyin bir xil po'latlar uchun tartibga solinadigan kuch toifalari KT30-KT40 va kuchlanish quvvati qiymatlari 491-736 MPa dan kam emas.
Strukturaviy yuqori sifatli uglerodli po'latlar uchun (GOST 1050-88, o'lchami 80 mm gacha bo'lgan prokat, normallashtirilgandan keyin):
- Po'latning tortishish kuchi 10: Chelik 10 330 MPa qisqa muddatli quvvat chegarasiga ega.
- Po'latning tortishish kuchi 20: po'lat 20 410 MPa qisqa muddatli quvvat chegarasiga ega.
- Po'latning tortishish kuchi 45: 45 po'latdan 600 MPa qisqa muddatli quvvat chegarasi mavjud.
Chelik mustahkamligi toifalari
Po'latlarning mustahkamlik toifalari (GOST 977-88) shartli ravishda "K" va "KT" indekslari bilan belgilanadi, so'ngra kerakli oqim kuchining qiymatini ko'rsatadigan raqam. "K" indeksi po'latlarga tavlangan, normallashtirilgan yoki qattiqlashtirilgan holatda beriladi. "KT" indeksi po'latlarga söndürme va temperaturadan keyin beriladi.
Cho‘yanning cho‘zilish kuchi
Cho'yanning cho'zilish chidamliligini aniqlash usuli GOST 27208-87 (Quyma temir quyma. Cho'zilish sinovlari, kuchlanish kuchini aniqlash) bilan tartibga solinadi.
Kulrang quyma temirning kuchlanish kuchi. Kulrang quyma temir (GOST 1412-85) SCH harflari bilan belgilanadi, harflardan keyin quyma temirning kuchlanish kuchining minimal qiymatini ko'rsatadigan raqamlar qo'yiladi - valentlik kuchi (MPa * 10 -1). GOST 1412-85 SCh10-SCh35 markali quyma uchun parcha grafitli quyma temirga nisbatan qo'llaniladi; bu yerdan siz minimal qiymatlarni ko'rishingiz mumkin kulrang quyma temirning kuchlanish kuchi quyma holatda yoki issiqlik bilan ishlov berishdan keyin 10 dan 35 kgf / mm 2 gacha (yoki 100 dan 350 MPa gacha) o'zgaradi. Kulrang quyma temirning minimal kuchlanish kuchidan oshib ketishi, agar boshqacha ko'rsatilmagan bo'lsa, 100 MPa dan ko'p bo'lmagan miqdorda ruxsat etiladi.
Egiluvchan temirning tortish kuchi. Yuqori quvvatli quyma temirni markalash, shuningdek, quyma temirning kuchlanish kuchini ko'rsatadigan raqamlarni ham o'z ichiga oladi (chizish kuchi), GOST 7293-85. Egiluvchan temirning kuchlanish kuchi 35-100 kg / mm² (yoki 350 dan 1000 MPa gacha).
Yuqoridagilardan ko'rinib turibdiki, tugunli quyma temir po'lat bilan muvaffaqiyatli raqobatlasha oladi.
Tayyorlagan: Kornienko A.E. (ICM)
Lit.:
Chidamlilik - bu materialning ishdan chiqishidan oldin duch kelishi mumkin bo'lgan maksimal kuchlanish. Agar bu ko'rsatkich haqida metallarga nisbatan gapiradigan bo'lsak, unda bu erda kuchlanish sinovini o'tkazishda tanqidiy yukning uning tasavvurlar maydoniga nisbati tengdir. Umuman olganda, kuch materialning molekulalari orasidagi ichki aloqalarni engish va uzish uchun qancha kuch kerakligini ko'rsatadi.
Quvvat sinovi qanday amalga oshiriladi?
Metalllarning mustahkamligini sinovdan o'tkazish ixtisoslashtirilgan mexanizmlar yordamida amalga oshiriladi, bu sizga kuchlanishni sinash paytida kerakli quvvatni o'rnatish imkonini beradi. Bunday mashinalar maxsus yuklash elementidan iborat bo'lib, uning yordamida kerakli kuch yaratiladi.
Metalllarning mustahkamligini tekshirish uchun uskunalar sinovdan o'tkazilayotgan materiallarni cho'zish va namunaga qo'llaniladigan kuchning ma'lum qiymatlarini o'rnatish imkonini beradi. Bugungi kunda materiallarni sinash uchun mexanizmlarning gidravlik va mexanik turlari mavjud.
Kuchlanish kuchining turlari
Chidamlilik - materiallarning asosiy xususiyatlaridan biridir. Muayyan materiallarning yakuniy mustahkamligi to'g'risidagi ma'lumotlar ulardan ma'lum sanoat hududlarida foydalanish imkoniyatlarini aniqlash zarur bo'lganda juda muhimdir.
Materiallarning bir nechta alohida quvvat chegaralari mavjud:
- siqilganda;
- egilayotganda;
- burilish paytida;
- cho'zilganida.
Metalllarning yakuniy mustahkamligi haqidagi tushunchani shakllantirish
Galiley bir marta materiallarning siqilishi va kuchlanishining ruxsat etilgan maksimal chegarasi ularning kesimiga bog'liqligini aniqlagan yakuniy kuch haqida gapirdi. Olimning tadqiqotlari tufayli ilgari noma'lum miqdor paydo bo'ldi - sinish stressi.
Metalllarning mustahkamligi to'g'risidagi zamonaviy ta'limot 20-asrning o'rtalarida shakllangan bo'lib, bu sanoat tuzilmalari va mashinalarining ishlashi paytida ularni yo'q qilishning oldini olish uchun ilmiy yondashuvni ishlab chiqish zarurati asosida zarur edi. Shu paytgacha materialning mustahkamligini aniqlashda faqat uning plastiklik va elastiklik darajasi hisobga olindi va ichki tuzilishi umuman hisobga olinmadi.
Po'latning kuchlanish kuchi
Ko'pgina sanoat ilovalarida po'lat asosiy xom ashyo hisoblanadi. U qurilishda keng qo'llaniladi. Shuning uchun aniq vazifalarni bajarish uchun yuqori sifatli, chinakam mos po'lat turini oldindan tanlash juda muhimdir. Bajarilgan ishlarning natijasi va sifati to'g'ridan-to'g'ri ma'lum bir po'lat navining kuchlanish kuchini to'g'ri hisoblashga bog'liq.
Misol tariqasida, biz po'latlarning yakuniy mustahkamlik ko'rsatkichlarining bir nechta qiymatlarini keltirishimiz mumkin. Ushbu qiymatlar davlat standartlariga asoslanadi va tavsiya etilgan parametrlardir. Shunday qilib, konstruktiv qotishma bo'lmagan po'latdan yasalgan mahsulotlar uchun GOST 977-88 standarti taqdim etiladi, unga ko'ra valentlik sinovi paytida chegaraviy quvvat qiymati taxminan 50-60 kg / mm 2 ni tashkil qiladi, bu taxminan 400-550 MPa ni tashkil qiladi. . Po'latning shunga o'xshash navi, qattiqlashuv jarayonidan so'ng, 700 MPa dan ortiq kuchlanish kuchiga ega bo'ladi.
Po'lat 45 ning ob'ektiv kuchlanish kuchi (yoki temir yoki quyma temir, shuningdek, boshqa metall qotishmalari kabi boshqa turdagi materiallar) uni ishlatish paytida materialga berilgan vazifalar asosida aniqlanishi kerak bo'lgan bir qator omillarga bog'liq. .
Misning mustahkamligi
Oddiy sharoitlarda xona haroratida, tavlangan tijorat misi taxminan 23 kg / mm 2 kuchlanishga ega. Materialda sezilarli harorat yuklari bilan uning yakuniy quvvati sezilarli darajada kamayadi. Misning yakuniy mustahkamligi ko'rsatkichlari metallda turli xil aralashmalar mavjudligi bilan namoyon bo'ladi, bu esa bu ko'rsatkichni oshirishi va uning pasayishiga olib kelishi mumkin.
Alyuminiyning mustahkamligi
Xona haroratida texnik alyuminiyning tavlangan qismi 8 kg / mm 2 gacha cho'zilish kuchiga ega. Materialning tozaligini oshirish uning egiluvchanligini oshiradi, lekin kuchning pasayishida aks etadi. Bunga misol qilib, alyuminiyning tozaligi 99,99% ni tashkil qiladi. Bunday holda, materialning yakuniy kuchi taxminan 5 kg / mm 2 ga etadi.
Alyuminiy xamir bo'lagining cho'zilish chidamliligining pasayishi uni tortishish sinovida qizdirilganda kuzatiladi. O'z navbatida, metall haroratini +27 dan -260 o C gacha pasaytirish vaqtinchalik sinov ko'rsatkichini 4 baravar oshiradi va eng yuqori toza alyuminiy fraktsiyasini sinovdan o'tkazishda - 7 baravar ko'p. Shu bilan birga, alyuminiyning mustahkamligini qotishma orqali biroz oshirish mumkin.
Temirning mustahkamligi
Bugungi kunga qadar sanoat va kimyoviy ishlov berish orqali 13000 MPa gacha cho'zilish kuchiga ega bo'lgan mo'ylovli temir kristallarini olish mumkin edi. Shu bilan birga, turli sohalarda keng qo'llaniladigan texnik temirning mustahkamligi 300 MPa ga yaqin.
Tabiiyki, har bir material namunasi, kuch darajasi uchun tekshirilganda, o'z kamchiliklariga ega. Har qanday metallning haqiqiy ob'ektiv yakuniy mustahkamligi, uning ulushidan qat'i nazar, nazariy hisob-kitoblar paytida olingan ma'lumotlardan kamroq ekanligi amalda isbotlangan. Muayyan vazifalarni bajarish uchun metallning ma'lum bir turi va sinfini tanlashda ushbu ma'lumotni hisobga olish kerak.
Prokat ishlab chiqarish juda ko'p turdagi konstruktiv po'latlarni ishlab chiqarishni o'z ichiga oladi. Ishlash jarayonida tuzilmalar kuchlanish, siqish, zarbalar, egilish yoki bir vaqtning o'zida va birgalikda harakat qilish kabi murakkab yuklarni boshdan kechiradi. Tuzilmalar, mexanizmlar va inshootlarning og'ir va murakkab ish sharoitlari uchun ishlashning chidamliligi, xavfsizligi va ishonchliligini ta'minlash kerak, shuning uchun asosiy konstruktiv material sifatida metallga yuqori talablar qo'yiladi.
Dizayn hisob-kitoblarida asosiy narsa - bu istak po'lat konstruktsiyalarning kesimini kamaytirish zamonaviy birliklar ularning og'irligini kamaytirish va strukturaning yuk ko'tarish qobiliyatini kamaytirmasdan materialdan tejamkor foydalanish. Ishlash shartlariga qarab, po'latlarga qo'yiladigan talablar o'zgaradi, ammo muhim bo'lgan va hisoblash ishlari jarayonida qo'llaniladigan standart bo'lganlar mavjud. Strukturaviy po'lat materialning etarlicha egiluvchanligi bilan yuqori mustahkamlik xususiyatlariga javob berishi kerak.
Chidamlilik darajasi hisoblash formulalarida bevosita qo'llaniladigan muhim shartli fizik miqdordir. Ushbu ko'rsatkichdan strukturaning mustahkamligini hisoblash uchun asos sifatida foydalanish oqlanadi, chunki ish paytida strukturada chiziqli o'lchamlarda qaytarilmas o'zgarishlar paydo bo'ladi, bu mahsulot shaklining buzilishiga va uning ishdan chiqishiga olib keladi. Ushbu xususiyatni oshirish materialning dizayn kesimlarini va metall konstruktsiyalarning og'irligini kamaytirishga imkon beradi va operatsion yuklarni ko'paytirishga imkon beradi.
Metalllarning oquvchanligi po'latning o'ziga xos xususiyati bo'lib, u davom etadigan kritik stressni ko'rsatadi moddiy deformatsiya yukni oshirmasdan. Ushbu muhim ko'rsatkich Paskal (Pa) yoki MegaPaskal (MPa) da o'lchanadi va egiluvchan po'latlar uchun ruxsat etilgan kuchlanish chegarasini hisoblash imkonini beradi.
Materialning oquvchanlik nuqtasini yengib chiqqandan so'ng, unda qaytarilmas deformatsiyalar paydo bo'ladi, kristall panjaraning tuzilishi o'zgaradi va plastik o'zgarishlar sodir bo'ladi. Agar kuchning kuchlanish qiymati oshsa, u holda hosil platosidan o'tgandan so'ng, po'latlarning deformatsiyasi o'sishda davom etadi.
Ko'pincha po'latlarning rentabelligi tushunchasi elastik chegara bilan farqni aniqlamasdan, qaytarilmas deformatsiya boshlangan stress deb ataladi. Ammo real sharoitda rentabellik ko'rsatkichining qiymati elastik chegaradan taxminan 5% ga oshadi.
Cheliklarning umumiy ma'lumotlari va xususiyatlari
Chelik egiluvchan ishlangan qotishma sifatida tasniflanadi uglerod bilan temirga asoslangan va boshqa elementlarning qo'shimchalari. Material o'choqli, elektr va kislorodli konvertor pechlarida metall parchalari bilan quyma temir aralashmalaridan eritiladi.
Metallning hosil bo'lgan kristall panjarasi ulardagi uglerod miqdoriga bog'liq va bu qotishmadagi jarayonlarga muvofiq strukturaviy diagramma bilan aniqlanadi. Misol uchun, 0,06% gacha uglerodni o'z ichiga olgan po'lat panjara donador tuzilishga ega va uning sof shaklida ferritdir. Bunday metallarning kuchi past, ammo materialning zarba kuchi va suyuqligining yuqori chegarasi mavjud. Chelik konstruktsiyalar muvozanat holatida quyidagilarga bo'linadi:
- ferritik;
- perlit-ferrit;
- sementit-ferrit;
- sementit-perlit;
- perlit;
Uglerod tarkibining po'latlar xossalariga ta'siri
Sementit va ferritning asosiy tarkibiy qismlarining o'zgarishi qo'shimchalar qonuniga muvofiq birinchisining xossalari bilan belgilanadi. Uglerod qo'shilishi foizini 1,2% ga oshirish kuch, qattiqlik, 20ºS da sovutish quvvati chegarasi va hosil kuchi. Uglerod tarkibidagi o'sish materialning fizik xususiyatlarini o'zgartiradi, bu ba'zan texnik xususiyatlarning yomonlashishiga olib keladi, masalan, payvandlash, shtamplash paytida deformatsiya. Past uglerodli qotishmalar tuzilmalarda mukammal payvandlash xususiyatlariga ega.
Marganets va kremniy qo'shimchalari
Marganets qotishma tarkibiga deoksidlanish darajasini oshirish va oltingugurt aralashmalarining zararli ta'sirini kamaytirish uchun texnologik qo'shimcha sifatida kiritiladi. Cheliklarda u 0,8% dan ko'p bo'lmagan miqdorda qattiq komponentlar shaklida mavjud va metallning xususiyatlariga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi.
Silikon qotishmada xuddi shunday harakat qiladi, deoksidlanish jarayonida 0,38% dan ko'p bo'lmagan miqdorda qo'shiladi. Qismlarni payvandlash orqali birlashtira olish uchun kremniy miqdori 0,24% dan oshmasligi kerak. Qotishma tarkibidagi kremniy po'latlarning xususiyatlariga ta'sir qilmaydi.
Qotishmadagi oltingugurt miqdori chegarasi chegara 0,06%, u mo'rt sulfitlar shaklida mavjud. Nopoklikning ortishi po'latlarning mexanik va fizik xususiyatlarini sezilarli darajada yomonlashtiradi. Bu egiluvchanlik, oqish kuchi, zarba kuchi, aşınma va korroziyaga chidamlilikning pasayishida namoyon bo'ladi.
Fosfor miqdori, shuningdek, metall qotishmalarining sifat ko'rsatkichlarini yomonlashtiradi, tarkibidagi fosforni ko'paytirishdan keyin oquvchanlik kuchayadi, ammo yopishqoqlik va egiluvchanlik pasayadi. Qotishmadagi standart nopoklik miqdori 0,025 dan 0,044% gacha bo'lgan oraliqda tartibga solinadi. Fosfor bir vaqtning o'zida yuqori darajadagi uglerod qo'shilishi bilan po'latlarning xususiyatlarini eng kuchli tarzda yomonlashtiradi.
Qotishma tarkibidagi azot va kislorod
Ushbu moddalar po'latni metall bo'lmagan aralashmalar bilan ifloslantiradi va uning mexanik va fizik xususiyatlarini yomonlashtiradi. Xususan, bu yopishqoqlik va chidamlilik ostonasini bildiradi, plastiklik va mo'rtlik. Qotishmadagi kislorod miqdori 0,03% dan ortiq bo'lsa, metallning tez qarishiga olib keladi, azot mo'rtlikni oshiradi va vaqt o'tishi bilan deformatsiyaning qarishini oshiradi. Azot miqdori kuchni oshiradi va shu bilan hosildorlikni pasaytiradi.
Qotishmalardagi qotishma qo'shimchalar
Qotishma po'latlarga sifat ko'rsatkichlarini yaxshilash uchun elementlar ma'lum kombinatsiyalarda maxsus kiritilgan po'latlar kiradi. Murakkab qotishma eng yaxshi natijalarni beradi. Qo'shimchalar sifatida xrom, nikel, molibden, volfram, vanadiy, titan va boshqalar ishlatiladi.
Qotishma hosildorlikni va boshqa texnologik xususiyatlarni oshiradi, masalan, zarba kuchi, torayish va kalsinlanish ehtimoli, deformatsiya va yorilish chegarasini pasaytiradi.
Materialning xususiyatlarini to'liq o'rganish va rentabellik, plastik deformatsiya va mustahkamlikni aniqlash uchun metall namunalari to'liq yo'q qilinmaguncha sinovdan o'tkaziladi. Sinov o'tkaziladi quyidagi turdagi yuklarning ta'siri ostida:
Sinov yukining chegaralarini aniqlash Davlat standartlari qoidalarida tavsiflangan maxsus mashinalar yordamida standart sharoitlarda amalga oshiriladi.
Chidamlilikni aniqlash uchun namunani sinovdan o'tkazish
Buning uchun 20 mm o'lchamdagi va hisoblangan uzunligi 10 mm bo'lgan silindrsimon namunani oling va unga kuchlanish yukini qo'llang. Samarali uzunlik tushunchasi ushlash uchun uzunroq namunada belgilangan belgilar orasidagi masofani anglatadi. Sinovni o'tkazish uchun kuchlanish kuchini oshirish va o'rtasidagi bog'liqlikni aniqlang sinov qismining cho'zilishi.
Barcha test o'qishlari oson taqqoslash uchun avtomatik ravishda grafik sifatida ko'rsatiladi. U shartli kuchlanish yoki shartli kuchlanish diagrammasi deb ataladi, grafik namunaning dastlabki kesimiga va uning dastlabki uzunligiga bog'liq; Dastlab, kuchning ortishi namunaning mutanosib uzayishiga olib keladi. Ushbu qoida proportsionallik chegarasigacha qo'llaniladi.
Ushbu chegaraga erishgandan so'ng, grafik egri chiziqli bo'ladi va yukning bir xil o'sishi bilan uzunlikning nomutanosib o'sishini ko'rsatadi. Keyinchalik hosildorlikni aniqlash keladi. Namunadagi stresslar bu ko'rsatkichdan oshmasa, u holda material mumkin asl holatiga qaytish hajmi va shakli haqida. Amaliy testlarda bu chegaralar orasidagi farq kichik va ko'p e'tiborga loyiq emas.
Hosildorlik kuchi
Agar siz yukni ko'paytirishda davom etsangiz, u holda shakl va o'lchamdagi o'zgarish kuchni oshirmasdan davom etganda sinov momenti keladi. Diagrammada bu rentabellikning gorizontal tekis chizig'i (platforma) bilan ko'rsatilgan. Deformatsiyaning kuchayishi mumkin bo'lgan maksimal kuchlanish yuk ortishni to'xtatgandan so'ng qayd etiladi. Bu ko'rsatkich rentabellik kuchi deb ataladi. Po'lat uchun St. Kvadrat santimetr uchun 2450 kg dan 3 rentabellik.
Hosildorlik isboti
Ko'pgina metallar, sinovdan o'tganda, ular uchun rentabellik darajasi yo'q yoki yomon ifodalangan diagramma beradi; Bu kontseptsiya qoldiq o'zgarish yoki sabab bo'lgan stressni belgilaydi 0,2% ichida deformatsiya. Shartli oquvchanlik kontseptsiyasi qo'llaniladigan metallar qotishma va yuqori uglerodli po'latlar, bronza, duralyumin va boshqalar. Po'lat qanchalik egiluvchan bo'lsa, qoldiq deformatsiyaning ko'rsatkichi shunchalik katta bo'ladi. Bularga alyuminiy, guruch, mis va past karbonli po'latlar kiradi.
Po'lat namunalarining sinovlari shuni ko'rsatadiki, metallning suyuqligi panjaradagi kristallarning sezilarli siljishiga olib keladi va silindrning markaziy o'qiga yo'naltirilgan chiziqlar yuzasida paydo bo'lishi bilan tavsiflanadi.
Mustahkamlik chegarasi
Muayyan miqdorga o'zgargandan so'ng, namuna yangi bosqichga o'tadi, qachonki chiqish nuqtasini yengib chiqqandan so'ng, metall yana cho'zishga qarshi tura oladi. Bu qattiqlashuv bilan tavsiflanadi va diagramma chizig'i yana ko'tariladi, garchi ko'tarilish asta-sekin sodir bo'ladi. Doimiy yukga vaqtinchalik qarshilik paydo bo'ladi.
Maksimal kuchlanishga (so'nggi kuch) erishgandan so'ng, namunada bo'yin deb ataladigan o'tkir torayish maydoni paydo bo'ladi, bu tasavvurlar maydonining pasayishi bilan tavsiflanadi va namuna eng nozik nuqtada sinadi. Bunday holda, kuchlanish qiymati keskin pasayadi va kuchning kattaligi ham kamayadi.
Chelik St.3 4000-5000 kg / sm2 kuchlanish kuchi bilan tavsiflanadi. Yuqori quvvatli metallar uchun bu ko'rsatkich 17500 kg / sm3 chegaraga etadi.
Materialning plastikligi
U ikkita ko'rsatkich bilan tavsiflanadi:
- qoldiq nisbiy cho'zilish;
- yorilishda qoldiq torayish.
Birinchi ko'rsatkichni aniqlash uchun yorilishdan keyin cho'zilgan namunaning umumiy uzunligi o'lchanadi. Buning uchun ikkala yarmini bir-biriga bog'lang. Uzunlikni o'lchab, asl uzunlikning foizini hisoblang. Kuchli qotishmalar egiluvchanlikka nisbatan kamroq sezgir va cho'zilish darajasi 63 va 11% gacha kamayadi.
Ikkinchi xarakteristika sinishning eng tor qismini o'lchagandan so'ng hisoblanadi va namunaning asl kesish maydonining foizi sifatida hisoblanadi.
Plastisitga qarama-qarshi xususiyat - bu moddiy mo'rtlik indeksi. Mo'rt metallarga quyma temir va asbob po'latlari kiradi. Po'latlarni mo'rt va egiluvchanlarga bo'lish shartli ravishda amalga oshiriladi, chunki bu ko'rsatkichni aniqlash uchun ish yoki sinov sharoitlari, yukning ko'tarilish tezligi va atrof-muhit harorati muhimdir.
Ba'zi materiallar turli sharoitlarda mo'rt bo'lib qolmaydi. Masalan, har tomondan qisqich bilan o'rnatiladigan quyma temir, hatto ichkarida paydo bo'ladigan kuchlanishlarda ham qulab tushmaydi. Yivli po'lat mo'rtlikning kuchayishi bilan tavsiflanadi. Demak, mo'rtlik chegaralarini sinab ko'rish emas, balki materialning egiluvchan yoki mo'rt ekanligini aniqlash maqsadga muvofiqroq degan xulosaga keldi.
Jismoniy va texnik xususiyatlarini aniqlash uchun po'latlarni sinovdan o'tkazish qurilish ishlarini bajarish va fermada konstruktsiyalarni yaratish uchun ishonchli ma'lumotlarni olish uchun amalga oshiriladi.
Metall namunaga kuch yoki kuchlar tizimi qo'llanilganda, u shaklini o'zgartirish (deformatsiya qilish) orqali reaksiyaga kirishadi. Kuchlarning turi va intensivligiga qarab, metall namunasining xatti-harakati va yakuniy holatini aniqlaydigan turli xarakteristikalar metallning mexanik xususiyatlari deyiladi.
Namunaga ta'sir qiluvchi kuchning intensivligi stress deb ataladi va u ta'sir qiladigan maydonga bo'lingan umumiy kuch sifatida o'lchanadi. Deformatsiya qo'llaniladigan stresslar natijasida namuna o'lchamlarining nisbiy o'zgarishini anglatadi.
Elastik va plastik deformatsiya, yo'q qilish
Agar metall namunasiga qo'llaniladigan kuchlanish unchalik katta bo'lmasa, uning deformatsiyasi elastik bo'lib chiqadi - stressni olib tashlash bilanoq uning shakli tiklanadi. Ba'zi metall konstruktsiyalar ataylab elastik deformatsiya qilish uchun mo'ljallangan. Shunday qilib, kamon odatda juda katta elastik deformatsiyani talab qiladi. Boshqa hollarda elastik deformatsiya minimallashtiriladi. Ko'priklar, nurlar, mexanizmlar, qurilmalar imkon qadar qattiqroq qilingan. Metall namunaning elastik deformatsiyasi unga ta'sir qiluvchi kuch yoki kuchlar yig'indisiga proportsionaldir. Bu Guk qonuni bilan ifodalanadi, unga ko'ra kuchlanish elastiklik moduli deb ataladigan doimiy proportsionallik omiliga ko'paytirilgan elastik deformatsiyaga teng: s = ∆ Y, Qayerda s- Kuchlanishi, ∆ - elastik deformatsiya, va Y– elastik modul (Yang moduli). Bir qator metallarning elastik modullari jadvalda keltirilgan. 1.
1-jadval
|
Volfram |
Temir (po'lat) |
alyuminiy |
||||
Ushbu jadval ma'lumotlaridan foydalanib, siz, masalan, uzunligi 1 sm dan 0,1% gacha bo'lgan kvadrat kesimdagi po'lat tayoqni cho'zish uchun zarur bo'lgan kuchni hisoblashingiz mumkin:
F= 200 000 MPa x 1 sm 2 x 0,001 = 20 000 N (= 20 kN)
Metall namunaga uning elastik chegarasidan oshib ketadigan kuchlanishlar qo'llanilganda, ular plastik (qaytarib bo'lmaydigan) deformatsiyaga olib keladi, natijada uning shakli doimiy o'zgaradi. Yuqori kuchlanishlar materialning buzilishiga olib kelishi mumkin.
Yuqori elastiklikni talab qiladigan metall materialni tanlashda eng muhim mezon - bu oqish kuchi. Eng yaxshi bahor po'latlari eng arzon qurilish po'latlari bilan deyarli bir xil elastiklik moduliga ega, ammo bahor po'latlari ancha katta stresslarga va shuning uchun plastik deformatsiyalarsiz ancha katta elastik deformatsiyalarga bardosh bera oladi, chunki ular yuqori oquvchanlikka ega.
Metall materialning plastik xususiyatlari (elastik xususiyatlaridan farqli o'laroq) qotishma va issiqlik bilan ishlov berish orqali o'zgarishi mumkin. Shunday qilib, shunga o'xshash usullar yordamida temirning oqish quvvatini 50 marta oshirish mumkin. Sof temir 40 MPa darajasidagi kuchlanishlarda suyuqlik holatiga kiradi, 0,5% uglerod va bir necha foiz xrom va nikel bo'lgan po'latlarning oquvchanligi 950 C 0 ga qizdirilgandan va qotib qolgandan so'ng 2000 MPa ga yetishi mumkin.
Metall material o'zining oquvchanligidan tashqari yuklanganda, u plastik deformatsiyani davom ettiradi, lekin u deformatsiyalanganda qattiqroq bo'ladi, shuning uchun deformatsiyani yanada kuchaytirish uchun kuchaygan kuchlanish talab qilinadi. Bu hodisa deformatsiya yoki mexanik qattiqlashuv (shuningdek, ishning qattiqlashishi) deb ataladi. Uni metall simni burish yoki qayta-qayta egish orqali ko'rsatish mumkin. Metall buyumlarni deformatsiya bilan qattiqlashtirish ko'pincha fabrikalarda amalga oshiriladi. Guruch plitalari, mis simlar va alyuminiy novdalar oxirgi mahsulot uchun zarur bo'lgan qattiqlik darajasiga sovuq haddelenmiş yoki sovuq tortilishi mumkin.
Bernshteyn M.L., Zaimovskiy V.A. Metalllarning mexanik xossalari. M., 1979 yil
Wyatt O.G., Dew-Hughes D. Metall, keramika, polimerlar. M., 1979 yil
Pavlov P.A. Materiallarning mexanik holatlari va mustahkamligi. L., 1980 yil
Sobolev N.D., Bogdanovich K.P. Materiallarning mexanik xossalari va mustahkamlik fizikasi asoslari. M., 1985 yil
Jukovets I.I. Metalllarni mexanik sinovdan o'tkazish. M., 1986 yil
Bobylev A.V. Metalllarning mexanik va texnologik xossalari. M., 1987 yil
Chidamlilik kuchi yukni olib tashlangandan keyin qoldiq cho'zilishga mos keladigan kuchlanishdir. Ushbu qiymatni aniqlash ishlab chiqarishda ishlatiladigan metallarni tanlash uchun zarurdir. Agar ko'rib chiqilayotgan parametr hisobga olinmasa, bu noto'g'ri tanlangan materialda deformatsiyani rivojlantirishning intensiv jarayoniga olib kelishi mumkin. Turli metall konstruktsiyalarni loyihalashda hosildorlik kuchlarini hisobga olish juda muhimdir.
Jismoniy xususiyatlar
Hosildorlik kuchlari kuch ko'rsatkichlariga tegishli. Ular juda kichik mustahkamlangan makroplastik deformatsiyani ifodalaydi. Jismoniy jihatdan bu parametr materialning xarakteristikasi sifatida ifodalanishi mumkin, ya'ni: materiallarning kuchlanish grafigida (diagrammasi) hosil maydonining pastki qiymatiga mos keladigan stress. Buni formulalar shaklida ham ko'rsatish mumkin: s T = P T / F 0, bu erda P T oqim kuchlanish yukini anglatadi va F 0 ko'rib chiqilayotgan namunaning asl tasavvurlar maydoniga mos keladi. PT materialning elastik-plastik va elastik deformatsiya zonalari orasidagi chegarani o'rnatadi. PT ning ozgina oshishi ham sezilarli deformatsiyaga olib keladi. Metalllarning oquvchanligi odatda kg / mm 2 yoki N / m 2 da o'lchanadi. Ushbu parametrning qiymatiga turli omillar ta'sir qiladi, masalan, issiqlik bilan ishlov berish rejimi, namunaning qalinligi, qotishma elementlar va aralashmalarning mavjudligi, turi, mikroyapı va kristall panjara nuqsonlari va boshqalar. Oqim kuchi harorat bilan sezilarli darajada o'zgaradi. Keling, ushbu parametrning amaliy ma'nosini misol qilib ko'rib chiqaylik. 
Quvurlarning oquvchanligi
Ushbu qiymatning eng aniq ta'siri yuqori bosimli tizimlar uchun quvurlarni qurishda. Bunday tuzilmalarda etarlicha katta rentabellik chegaralariga ega bo'lgan maxsus po'latdan foydalanish kerak, shuningdek, ushbu parametr va po'lat chegarasi o'rtasidagi minimal bo'shliq ko'rsatkichlari qanchalik baland bo'lsa, tabiiy ravishda ruxsat etilgan ish kuchlanishi shunchalik yuqori bo'lishi kerak. Bu haqiqat po'latning mustahkamligiga va shunga mos ravishda butun tuzilishga bevosita ta'sir qiladi. Stress tizimining ruxsat etilgan dizayn qiymatining parametri ishlatiladigan quvurlardagi devor qalinligining talab qilinadigan qiymatiga bevosita ta'sir qilishi sababli, po'latning mustahkamlik xususiyatlarini imkon qadar aniq hisoblash muhimdir. quvurlar ishlab chiqarishda foydalanish mumkin. Ushbu parametrlarni aniqlashning eng ishonchli usullaridan biri bu uzluksiz namunada tadqiqot o'tkazishdir. Barcha holatlarda, bir tomondan, ko'rib chiqilayotgan indikatorning qiymatlari va boshqa tomondan, ruxsat etilgan stress qiymatlari o'rtasidagi farqni hisobga olish kerak.
Bundan tashqari, siz metallning oquvchanligi har doim batafsil takroriy o'lchovlar natijasida o'rnatilishini bilishingiz kerak. Ammo ruxsat etilgan stresslar tizimi standartlar asosida yoki umuman olganda texnik xususiyatlar natijasida, shuningdek, ishlab chiqaruvchining shaxsiy tajribasiga asoslangan holda qabul qilinadi. Magistral quvur liniyasi tizimlarida barcha tartibga soluvchi to'plam SNiP II-45-75 da tasvirlangan. Shunday qilib, xavfsizlik omilini belgilash juda murakkab va juda muhim amaliy vazifadir. Ushbu parametrni to'g'ri aniqlash butunlay stress, yuk va materialning oqish kuchining hisoblangan qiymatlarining to'g'riligiga bog'liq.
Quvur liniyasi tizimlari uchun issiqlik izolatsiyasini tanlashda ular ham ushbu ko'rsatkichga tayanadilar. Buning sababi shundaki, ushbu materiallar quvurning metall bazasi bilan bevosita aloqada bo'ladi va shunga mos ravishda quvur liniyasi holatiga salbiy ta'sir ko'rsatadigan elektrokimyoviy jarayonlarda ishtirok etishi mumkin.
Stretch materiallari
Cho'zilishning oquvchanligi kuchlanishning qaysi qiymatda o'zgarmasligini yoki cho'zilishiga qaramay kamayishini aniqlaydi. Ya'ni, materialning deformatsiyasining elastiklikdan plastik mintaqasiga o'tish sodir bo'lganda, bu parametr juda muhim nuqtaga etadi. Ma’lum bo‘lishicha, novdani sinovdan o‘tkazish orqali oquvchanlikni aniqlash mumkin. 
PTni hisoblash
Materiallarning mustahkamligida rentabellik darajasi u rivojlana boshlagan stressdir, keling, bu qiymat qanday hisoblanganligini ko'rib chiqaylik. Silindrsimon namunalar bilan olib borilgan tajribalarda kesmadagi normal kuchlanishning qiymati qaytarilmas deformatsiya momentida aniqlanadi. Xuddi shu usuldan foydalanib, quvurli namunalarni buralish bilan tajribalarda kesishning oquvchanligi aniqlanadi. Ko'pgina materiallar uchun bu ko'rsatkich s T =t s √3 formulasi bilan aniqlanadi. Ba'zi namunalarda silindrsimon namunaning normal kuchlanishlarning nisbiy cho'zilishga bog'liqligi diagrammasi bo'yicha uzluksiz cho'zilishi cho'zilish tishi deb ataladigan narsaning aniqlanishiga olib keladi, ya'ni plastik deformatsiya hosil bo'lgunga qadar kuchlanishning keskin pasayishiga olib keladi.
Bundan tashqari, bunday buzilishning ma'lum bir qiymatga yanada oshishi doimiy kuchlanishda sodir bo'ladi, bu jismoniy DC deb ataladi. Agar rentabellik maydoni (grafaning gorizontal qismi) katta bo'lsa, unda bunday material ideal plastik deb ataladi. Agar diagrammada platforma bo'lmasa, unda namunalar qattiqlashuv deb ataladi. Bunday holda, plastik deformatsiya sodir bo'ladigan qiymatni aniq ko'rsatish mumkin emas.
Isbot kuchi nima?
Keling, ushbu parametr nima ekanligini aniqlaylik. Kuchlanish diagrammasida aniq joylar bo'lmagan hollarda, shartli DCni aniqlash kerak. Demak, bu nisbiy doimiy kuchlanish 0,2 foizga teng bo'lgan stress qiymati. Uni aniqlash o'qi bo'ylab kuchlanish diagrammasi bo'yicha hisoblash uchun 0,2 ga teng qiymatni ajratib qo'yish kerak. Shu nuqtadan boshlab boshlang'ich qismi amalga oshiriladi. Natijada, to'g'ri chiziqning diagramma chizig'i bilan kesishish nuqtasi ma'lum bir material uchun shartli oqim kuchining qiymatini belgilaydi. Ushbu parametr texnik PT deb ham ataladi. Bundan tashqari, buralish va bükme uchun shartli rentabellik chegaralari alohida ajratiladi. 
Eritma oqimi
Ushbu parametr eritilgan metallarning chiziqli shakllarni to'ldirish qobiliyatini aniqlaydi. Metall qotishmalari va metallar uchun eritish oqimi metallurgiya sanoatida o'z atamasi - suyuqlikka ega. Aslida, bu suyuqlikning suyuqligini Pa -1 *s -1 da ifodalovchi Xalqaro birliklar tizimining (SI) o'zaro nisbati.
Mustahkamlik chegarasi
Keling, mexanik xususiyatlarning bu xarakteristikasi qanday aniqlanganligini ko'rib chiqaylik. Mustahkamlik - bu materialning ma'lum chegaralar va sharoitlarda turli xil ta'sirlarga yiqilmasdan bardosh berish qobiliyati. Mexanik xususiyatlar odatda an'anaviy kuchlanish-deformatsiya diagrammalari yordamida aniqlanadi. Sinov uchun standart namunalardan foydalanish kerak. Sinov asboblari diagrammani qayd qiluvchi qurilma bilan jihozlangan. Yuklarning me'yordan oshib ketishi mahsulotda sezilarli plastik deformatsiyaga olib keladi. Chidamlilik va tortishish kuchi namunani to'liq yo'q qilishdan oldingi eng yuqori yukga to'g'ri keladi. Plastik materiallarda deformatsiyalar kesimning mahalliy torayishi paydo bo'ladigan bir sohada to'plangan. U bo'yin deb ham ataladi. Ko'p siljishlarning rivojlanishi natijasida materialda yuqori dislokatsiya zichligi hosil bo'ladi va yadroviy uzilishlar deb ataladigan narsalar ham paydo bo'ladi. Ularning kattalashishi tufayli namunada teshiklar paydo bo'ladi. Bir-biri bilan birlashib, ular valentlik o'qiga ko'ndalang tarqaladigan yoriqlar hosil qiladi. Va tanqidiy daqiqada namuna butunlay yo'q qilinadi.
Valflar uchun PT nima?
Ushbu mahsulotlar temir-betonning ajralmas qismi bo'lib, qoida tariqasida kuchlanish kuchlariga qarshilik ko'rsatishga mo'ljallangan. Odatda po'lat armatura ishlatiladi, ammo istisnolar mavjud. Ushbu mahsulotlar istisnosiz berilgan strukturani yuklashning barcha bosqichlarida beton massasi bilan birgalikda ishlashi va plastik va bardoshli xususiyatlarga ega bo'lishi kerak. Shuningdek, ushbu turdagi ishlarni sanoatlashtirish uchun barcha shart-sharoitlarga javob beradi. Armatura ishlab chiqarishda ishlatiladigan po'latning mexanik xususiyatlari tegishli GOST va texnik shartlar bilan belgilanadi. GOST 5781-61 ushbu mahsulotlarning to'rtta sinfini nazarda tutadi. Birinchi uchtasi an'anaviy tuzilmalar uchun, shuningdek, oldindan zo'riqtirilgan tizimlarda kuchlanishsiz novdalar uchun mo'ljallangan. Armaturaning oquvchanligi mahsulot sinfiga qarab 6000 kg/sm 2 ga yetishi mumkin. Shunday qilib, birinchi sinf uchun bu parametr taxminan 500 kg / sm2, ikkinchisi uchun - 3000 kg / sm2, uchinchisi uchun - 4000 kg / sm2, to'rtinchisi uchun - 6000 kg / sm2.
Cheliklarning oqish kuchi
GOST 1050-88 ning asosiy versiyasidagi uzun mahsulotlar uchun quyidagi PT qiymatlari ko'zda tutilgan: 20 - 25 kgf / mm 2, 30 - 30 kgf / mm 2, 45 - 36 kgf / mm 2. Biroq, iste'molchi va ishlab chiqaruvchi o'rtasida oldindan kelishuv asosida ishlab chiqarilgan bir xil po'latlar uchun rentabellik chegaralari turli qiymatlarga ega bo'lishi mumkin (bir xil GOST). Shunday qilib, 30 dan 30 dan 41 kgf / mm 2 gacha bo'lgan PT, 45-sinf esa 38-50 kgf / mm 2 oralig'ida bo'ladi.
Xulosa
Har xil tuzilmalarni (binolar, ko'priklar va boshqalar) loyihalashda ruxsat etilgan yuklarning qiymatlarini belgilangan xavfsizlik koeffitsientiga muvofiq hisoblashda mustahkamlik me'yorining ko'rsatkichi sifatida oqish kuchi qo'llaniladi. Ammo bosim ostida bo'lgan idishlar uchun ruxsat etilgan yuk PT, shuningdek, ish sharoitlarining spetsifikatsiyasini hisobga olgan holda kuchlanish kuchi asosida hisoblanadi.
Chidamlilik - bu materialning ishdan chiqishidan oldin duch kelishi mumkin bo'lgan maksimal kuchlanish. Agar bu ko'rsatkich haqida metallarga nisbatan gapiradigan bo'lsak, unda bu erda kuchlanish sinovini o'tkazishda tanqidiy yukning uning tasavvurlar maydoniga nisbati tengdir. Umuman olganda, kuch materialning molekulalari orasidagi ichki aloqalarni engish va uzish uchun qancha kuch kerakligini ko'rsatadi.
Quvvat sinovi qanday amalga oshiriladi?
Metalllarning mustahkamligini sinovdan o'tkazish ixtisoslashtirilgan mexanizmlar yordamida amalga oshiriladi, bu sizga kuchlanishni sinash paytida kerakli quvvatni o'rnatish imkonini beradi. Bunday mashinalar maxsus yuklash elementidan iborat bo'lib, uning yordamida kerakli kuch yaratiladi.
Metalllarning mustahkamligini tekshirish uchun uskunalar sinovdan o'tkazilayotgan materiallarni cho'zish va namunaga qo'llaniladigan kuchning ma'lum qiymatlarini o'rnatish imkonini beradi. Bugungi kunda materiallarni sinash uchun mexanizmlarning gidravlik va mexanik turlari mavjud.
Kuchlanish kuchining turlari
Chidamlilik - materiallarning asosiy xususiyatlaridan biridir. Muayyan materiallarning yakuniy mustahkamligi to'g'risidagi ma'lumotlar ulardan ma'lum sanoat hududlarida foydalanish imkoniyatlarini aniqlash zarur bo'lganda juda muhimdir.
Materiallarning bir nechta alohida quvvat chegaralari mavjud:
- siqilganda;
- egilayotganda;
- burilish paytida;
- cho'zilganida.
Metalllarning yakuniy mustahkamligi haqidagi tushunchani shakllantirish
Galiley bir marta materiallarning siqilishi va kuchlanishining ruxsat etilgan maksimal chegarasi ularning kesimiga bog'liqligini aniqlagan yakuniy kuch haqida gapirdi. Olimning tadqiqotlari tufayli ilgari noma'lum miqdor paydo bo'ldi - sinish stressi.
Metalllarning mustahkamligi to'g'risidagi zamonaviy ta'limot 20-asrning o'rtalarida shakllangan bo'lib, bu sanoat tuzilmalari va mashinalarining ishlashi paytida ularni yo'q qilishning oldini olish uchun ilmiy yondashuvni ishlab chiqish zarurati asosida zarur edi. Shu paytgacha materialning mustahkamligini aniqlashda faqat uning plastiklik va elastiklik darajasi hisobga olindi va ichki tuzilishi umuman hisobga olinmadi.
Po'latning kuchlanish kuchi
Ko'pgina sanoat ilovalarida po'lat asosiy xom ashyo hisoblanadi. U qurilishda keng qo'llaniladi. Shuning uchun aniq vazifalarni bajarish uchun yuqori sifatli, chinakam mos po'lat turini oldindan tanlash juda muhimdir. Bajarilgan ishlarning natijasi va sifati to'g'ridan-to'g'ri ma'lum bir po'lat navining kuchlanish kuchini to'g'ri hisoblashga bog'liq.
Misol tariqasida, biz po'latlarning yakuniy mustahkamlik ko'rsatkichlarining bir nechta qiymatlarini keltirishimiz mumkin. Ushbu qiymatlar davlat standartlariga asoslanadi va tavsiya etilgan parametrlardir. Shunday qilib, konstruktiv qotishma bo'lmagan po'latdan yasalgan mahsulotlar uchun GOST 977-88 standarti taqdim etiladi, unga ko'ra valentlik sinovi paytida chegaraviy quvvat qiymati taxminan 50-60 kg / mm 2 ni tashkil qiladi, bu taxminan 400-550 MPa ni tashkil qiladi. . Po'latning shunga o'xshash navi, qattiqlashuv jarayonidan so'ng, 700 MPa dan ortiq kuchlanish kuchiga ega bo'ladi.
Po'lat 45 ning ob'ektiv kuchlanish kuchi (yoki temir yoki quyma temir, shuningdek, boshqa metall qotishmalari kabi boshqa turdagi materiallar) uni ishlatish paytida materialga berilgan vazifalar asosida aniqlanishi kerak bo'lgan bir qator omillarga bog'liq. .
Misning mustahkamligi
Oddiy sharoitlarda xona haroratida, tavlangan tijorat misi taxminan 23 kg / mm 2 kuchlanishga ega. Materialda sezilarli harorat yuklari bilan uning yakuniy quvvati sezilarli darajada kamayadi. Misning yakuniy mustahkamligi ko'rsatkichlari metallda turli xil aralashmalar mavjudligi bilan namoyon bo'ladi, bu esa bu ko'rsatkichni oshirishi va uning pasayishiga olib kelishi mumkin.
Alyuminiyning mustahkamligi
Xona haroratida texnik alyuminiyning tavlangan qismi 8 kg / mm 2 gacha cho'zilish kuchiga ega. Materialning tozaligini oshirish uning egiluvchanligini oshiradi, lekin kuchning pasayishida aks etadi. Bunga misol qilib, alyuminiyning tozaligi 99,99% ni tashkil qiladi. Bunday holda, materialning yakuniy kuchi taxminan 5 kg / mm 2 ga etadi.
Alyuminiy xamir bo'lagining cho'zilish chidamliligining pasayishi uni tortishish sinovida qizdirilganda kuzatiladi. O'z navbatida, metall haroratini +27 dan -260 o C gacha pasaytirish vaqtinchalik sinov ko'rsatkichini 4 baravar oshiradi va eng yuqori toza alyuminiy fraktsiyasini sinovdan o'tkazishda - 7 baravar ko'p. Shu bilan birga, alyuminiyning mustahkamligini qotishma orqali biroz oshirish mumkin.
Temirning mustahkamligi
Bugungi kunga qadar sanoat va kimyoviy ishlov berish orqali 13000 MPa gacha cho'zilish kuchiga ega bo'lgan mo'ylovli temir kristallarini olish mumkin edi. Shu bilan birga, turli sohalarda keng qo'llaniladigan texnik temirning mustahkamligi 300 MPa ga yaqin.
Tabiiyki, har bir material namunasi, kuch darajasi uchun tekshirilganda, o'z kamchiliklariga ega. Har qanday metallning haqiqiy ob'ektiv yakuniy mustahkamligi, uning ulushidan qat'i nazar, nazariy hisob-kitoblar paytida olingan ma'lumotlardan kamroq ekanligi amalda isbotlangan. Muayyan vazifalarni bajarish uchun metallning ma'lum bir turi va sinfini tanlashda ushbu ma'lumotni hisobga olish kerak.
Mustahkamlik chegarasi
Muayyan material uchun ma'lum bir chegara qiymati, undan oshib ketish mexanik stress ta'sirida ob'ektning yo'q qilinishiga olib keladi. Chidamlilik chegaralarining asosiy turlari: statik, dinamik, siqish va tortish. Masalan, valentlik kuchi doimiy (statik chegara) yoki o'zgaruvchan (dinamik chegara) mexanik kuchlanishning chegara qiymati bo'lib, undan oshib ketishi mahsulotni yorib yuborishi (yoki qabul qilib bo'lmaydigan darajada deformatsiyalanishi) mumkin. O'lchov birligi - Paskal [Pa], N/mm² = [MPa].
Oqim kuchi (s t)
Yukni oshirmasdan deformatsiyaning kuchayishi davom etadigan mexanik kuchlanish miqdori; plastik materiallarda ruxsat etilgan kuchlanishlarni hisoblash uchun ishlatiladi.
Chiqish nuqtasidan o'tgandan so'ng, metall konstruktsiyada qaytarilmas o'zgarishlar kuzatiladi: kristall panjara qayta tartibga solinadi va sezilarli plastik deformatsiyalar paydo bo'ladi. Shu bilan birga, metallning o'z-o'zidan mustahkamlanishi sodir bo'ladi va oqish nuqtasidan keyin deformatsiya kuchayib borayotgan kuchlanish bilan ortadi.
Ushbu parametr ko'pincha "plastik deformatsiya rivojlana boshlaydigan stress" deb ta'riflanadi, shu bilan hosildorlik va elastiklik chegaralarini aniqlaydi. Biroq, bu ikki xil parametr ekanligini tushunish kerak. Chiqish kuchi qiymatlari elastik chegaradan taxminan 5% ga oshadi.
Chidamlilik chegarasi yoki charchoq chegarasi (s R)
Materialning tsiklik stressni keltirib chiqaradigan yuklarga bardosh berish qobiliyati. Ushbu quvvat parametri cheksiz ko'p miqdordagi tsiklik yuklardan so'ng mahsulotning charchoq buzilishi sodir bo'lmaydigan tsikldagi maksimal kuchlanish sifatida aniqlanadi (po'lat uchun aylanishlarning asosiy soni Nb = 10 7). R (s R) koeffitsienti tsiklning assimetriya koeffitsientiga teng deb olinadi. Shuning uchun simmetrik yuklanish davrlarida materialning chidamlilik chegarasi s -1, pulsatsiyalanuvchilarda esa s 0 deb belgilanadi.
E'tibor bering, mahsulotlarning charchoq sinovlari juda uzoq va ko'p mehnat talab qiladi, ular o'zboshimchalik bilan ko'p miqdordagi eksperimental ma'lumotlarni tahlil qilishni va qiymatlarning sezilarli darajada tarqalishini o'z ichiga oladi; Shuning uchun, chidamlilik chegarasini materialning boshqa kuch parametrlari bilan bog'laydigan maxsus empirik formulalar ko'pincha qo'llaniladi. Eng qulay parametr kuchlanish kuchi hisoblanadi.
Po'latlar uchun egilish chidamliligi chegarasi odatda valentlik kuchining yarmini tashkil qiladi: Yuqori quvvatli po'latlar uchun siz quyidagilarni olishingiz mumkin: 
Tsikl o'zgaruvchan kuchlanish sharoitida buralish paytida oddiy po'latlar uchun quyidagilar qabul qilinishi mumkin:
Yuqoridagi nisbatlarni ehtiyotkorlik bilan ishlatish kerak, chunki ular maxsus yuklash sharoitida olingan, ya'ni. egilish va burilish paytida. Biroq, kuchlanish-siqilishda sinovdan o'tkazilganda, chidamlilik chegarasi egilishga qaraganda taxminan 10-20% kamroq bo'ladi.
Proportsionallik chegarasi (s)
Hooke qonuni hali ham amal qiladigan ma'lum bir material uchun maksimal kuchlanish qiymati, ya'ni. Tananing deformatsiyasi qo'llaniladigan yuk (kuch) bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. E'tibor bering, ko'plab materiallar uchun elastik chegaraga erishish (lekin undan oshmaydi!) qaytariladigan (elastik) deformatsiyalarga olib keladi, ammo ular endi stressga to'g'ridan-to'g'ri proportsional emas. Bunday holda, bunday deformatsiyalar yukning ortishi yoki kamayishiga nisbatan biroz "kechikish" bo'lishi mumkin.
Koordinatalar cho'zilishi (Ê) - kuchlanish (s) bo'yicha kuchlanish ostida metall namunasining deformatsiyasi diagrammasi.
1: mutlaq elastiklik chegarasi.
2: mutanosiblik chegarasi.
3: Elastik chegara.
Mustahkamlik chegarasi yoki tanaffus paytida stress din/sm2 da ifodalangan. Elastik chegara har doim sinish kuchlanishidan past bo'ladi. Materiallarni chizish jarayoni, ya'ni. simni yasash kuchlanish kuchini oshiradi va sim qanchalik ingichka bo'lsa, tortish kuchi shunchalik katta bo'ladi. Oltinda, uni qayta ishlaganda, odatda egiluvchanligi tufayli cho'zilish kuchlanishining ortishi aniqlanadi.
Oddiy yoki yuqori haroratlarda materiallarning texnik xususiyatlari (ya'ni, buzilish stressi, charchoq, suyuqlik va boshqalar).
Din/sm 2 da ifodalangan qiymatlarni kgf/mm 2 dagi taxminiy qiymatlarga etkazish uchun birinchisini 10 8 ga bo'lish kerak; lbf/sq.in.ga aylantirish, 7*10 4 ga bo'lish; tonna-kuch/sq.in qiymatlariga - 1,5 * 10 8 ga bo'linadi.
Materiallar va moddalarning kuchlanish kuchi qiymatlari jadvali
|
Material, modda |
Kuchlanish kuchi 10 9 din/sm2. |
Material, modda |
Mustahkamlik chegarasi 10 9 din/sm2. |
|
Alyuminiy (quyma) |
Teri kamar |
||
|
Alyuminiy (lavha) |
Kanop arqon |
||
|
Magniy (quyma) |
Ipak ip |
||
|
Magniy (bosilgan) |
Kvarts ipi |
||
|
Mis (quyma) |
Termoplastik plastmassalar |
||
|
Mis (varaq) |
Termoset |
||
|
Simlar |
|||
|
Payvandlash temir |
alyuminiy |
||
|
Quyma po'lat |
|||
|
Yumshoq po'lat (0,2% C) |
Mis (sovuq chizilgan) |
||
|
Bahor po'lati |
Mis (tavlangan) |
||
|
Temperlangan po'lat |
|||
|
Nikel po'lat, 5% Ni |
Temir (ko'mirda) |
||
|
Xrom-nikel po'lat |
Sovuq chizilgan temir |
||
|
Boshlovchi (aktyor) |
Tavlangan temir |
||
|
Qalay (quyma) |
Bezak uchun po'lat |
||
|
Rux (varaq) |
Temperlangan po'lat |
||
|
Guruch (66% Cu) quyma |
Sovuq chizilgan po'lat |
||
|
Guruch (34% Cu) varaq |
|||
|
Fosfor bronza (quyma) |
|||
|
Qurolli metall (90% Cu, 10% Sn) |
|||
|
Yumshoq lehim |
|||
|
Metall bo'lmaganlar: |
Fosfor bronza |
||
|
Nikel kumush |
|||
|
Duralumin |
|||
|
Ash, olxa, eman, teak, mahogany |
Volfram |
||
|
Archa, qatronli qarag'ay |
Palladiy |
||
|
Qizil yoki oq archa taxtalari |
Molibden |
||
|
Oq yoki sariq qarag'ay |
|||
|
Tavlangan tsirkonyum |
|||
|
Sovuq chizilgan zirkonyum |
Yuklanmoqda...