Навигация
Неоднородность материалов
16464
знака
3
таблицы
9
изображений
5. Неоднородность материалов
Существует допущение об однородности и изотропности
материала в пределах одной детали. Однако в разных деталях, изготовленных из одного и того же материала, механические и пластические свойства материала могут весьма различаться между собой (рассеиваться).
Действительно, если изготовить несколько одинаковых образцов из одной и той же стали, испытать их на растяжение и определить предел текучести, то результаты, как правило, не будут совпадать друг с другом.
Таблица 3
| Материал | Характеристика | Предел прочности при растяжении σв. р кГ /мм2 | Предел прочности при сжатии σв.с, кГ/мм2 | Предел прочности при изгибе σв. изг, кГ /мм2 | Модуль упругости при растяжении Е, кГ/мм2 | Модуль сдвига G, кГ/мм2 |
|
| Стеклопласты Текстолиты Древесные пластики Гетинаксы Фибра Оргстекло | На основе ткани…... На основе ориентированных нитей в двух взаимно перпендикулярных направлениях …...................................... На основе хлопчатобумажных тканей ............................. На основе различных сортов древесины…... На основе сульфатной бумаги............................. На основе специальных сортов бумаги На основе полимеров и сополимеров метакриловой | 26-50 30-100 6-11 14-22 7-10 3-13 7,1-9,2 | 10-40 — 13-15 12-15,5 — 11-13 — | 13-60 23-85 9-16 16,5-22 8-14 4-10 9,9-15,3 | 1800-2200 2400-3500 950-1000 1200-3400 1000-1800 500-800 290-416 | 350—400 — 250 80—250 80—250 — — | 0,22-0,25 0,25-0,28 0,2-0,25 0,25-0,3 0,2-0,3 0,25-0,3 0,1-0,16 |
Для примера на рис. 2.22 представлена кривая распределения предела текучести для малоуглеродистой стали Ст.З, построенная по результатам испытания 6000 образцов. Штриховой линией показана опытная частотная диаграмма, сплошной линией — теоретическая кривая (так называемая кривая нормального распределения), к которой стремится при увеличении числа испытаний кривая, построенная по экспериментальным данным.
Из этого рисунка видно, что наиболее часто встречающимся значением предела текучести для этой стали является σт = 30 кГ/мм2 (15% всех случаев). Минимальное значение близко к 22 кГ/мм2 и максимальное — к 38 кГ/мм2. Вид кривой показывает, что не исключена возможность (при большем числе испытаний) обнаружения, с одной стороны, более низких и, с другой стороны, более высоких значений предела текучести.
Аналогичные кривые построены и для других материалов.
Для менее однородных материалов, например, бетона, дерева, они более пологи, т. е. в этом случае разброс (рассеяние) значений соответствующей величины значительно больше.
На рис. 2.23 приведены частотные диаграммы предела прочности для сталей Ст.1÷Ст.5, из которых видно, что сталь Ст.4 и сталь Ст.5 менее однородны, чем остальные стали.
Как видно из рис. 2.23, частотные диаграммы для сталей разных
марок частично наслаиваются друг на друга, т. е. стали разных марок могут иметь одинаковые механические характеристики, в том числе
предел прочности.
Например, предел прочности σв= 40 кГ/мм2 может быть у четырех марок сталей: Ст.1; Ст.2; Ст.З; Ст.4.
Наличие кривых распределения, дающих весьма надежную характеристику степени однородности материала, позволяет более дифференцированно рассчитывать детали, принимая для более однородных материалов, при прочих равных условиях, более высокие допускаемые напряжения.
Кривые распределения лежат в основе принципиально нового статистического метода расчета конструкций.
Литература
1. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. 2006
2. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. 2006
3. Красковский Е.Я., Дружинин Ю.А., Филатова Е.М. Расчет и конструирование механизмов приборов и вычислительных систем. 2001
Похожие работы
... повышенных температурах и т.п. При этом они должны сохранять свое функциональное назначение в течение довольно длительного срока службы, быть долговечными и надежными. Знание механических свойств пластмасс и их зависимости от различных эксплуатационных факторов является залогом правильного проектирования изделий из этих уникальных материалов. 2. Проектирование экономически эффективных изделий из ...
... методы основаны на наработке большого количества исходных данных, полученных при испытаниях либо образцов в лабораторных условиях, либо самих изделий. 4. Общие принципы расчета и проектирования изделий из пластмасс Несущая способность изделий ограничивается: 1) предельно допускаемыми нагрузками или напряжениями или 2) предельно допускаемыми деформациями. В связи с этим прочностной ...
... для гитары. Реальнее вceгo найти “музыкальное” дерево нeпocpeдcтвeннo у мастеров, изготовляющих или ремонтирующих инструменты (не обязательно гитары, - в разного рода консерваториях такие мастера обязательно есть). Обработка древесины При изготовлении гитар используются тe жe принципы и инструменты, кaк и при любoй дpyгoй обработки дерева. Поэтому в рамках данной статьи я нe буду подробно ...
... хозяйстве. 8.Как подразделяются латуни по технологическому признаку? 9.Перечислите основные виды бронз. 10.Как влияют легирующие элементы на механические свойства бронз? Раздел VII. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ Полимерные материалы и изделия. Изучая данный раздел, уясните, что в основе конструкционных материалов из пластических масс лежат полимеры. Свойства этих материалов определяются физико- ...
0 комментариев