Контрольные вопросы и задания

1. Стальной стержень длиной 1,5 м вытянулся под нагрузкой на 3 мм. Чему равно относительное удлинение? Чему равно относи­тельное сужение? (μ= 0,25.).

2. Что характеризует коэффициент поперечной деформации?

3. Сформулируйте закон Гука в современной форме при растя­жении и сжатии.

4. Что характеризует модуль упругости материала? Какова единица измерения модуля упругости?

5. Запишите формулы для определения удлинения бруса. Что характеризует произведение АЕ и как оно называется?

6. Как определяют абсолютное удлинение ступенчатого бруса, нагруженного несколькими силами?

Тема 2.2. Механические испытания, механические характеристики. Предельные и допускаемые напряжения

Иметь представление о предельных и допускаемых напряжениях и коэффициенте запаса прочности.

Знать диаграммы растяжения и сжатия пластичных и хруп­ких материалов, порядок расчетов на прочность.

При выборе материалов для элементов конструкции и расчетов на прочность необходимо знать механические характеристики. Необходимые сведения получают экспериментально при испытаниях на растяжение, сжатие, срез, кручение и изгиб.

Механические испытания. Статические испытания на растяжение и сжатие

Рис.

Это стандартные испыта­ния: оборудование — стандарт­ная разрывная машина, стан­дартный образец (круглый или плоский), стандартная методика расчета. На рис. 22.1 представлена схема испытаний (do — началь­ный диаметр поперечного сечения; /о — начальная длина). На рис. 22.2 изображена схема образца до (рис. 22.2а) и после (рис. 22.26) испытаний (dш — диаметр шейки, сужения перед разрывом).

Образец закрепляется в зажимах разрывной машины и растяги­вается до разрыва. Машина снабжена прибором для автоматическое записи диаграммы растяжения — зависимости между нагрузкой и абсолютным удлинением (рис. 22.3 — диаграмма растяжения для малоуглеродистой стали).

Рис.

Полученная диаграмма пересчитывается и перестраивается рис. 22.4 — приведенная диаграмма растяжения первого типа).

Особые точки диаграм­мы растяжения обозначены точками 1, 2, 3, 4, 5: 1) точка 1 соответству­ет пределу пропорциональности: после нее прямая линия (прямая пропорциональность) заканчивается и переходит в кривую; участок 01 - удлинение Δl растет пропорционально нагрузке; подтвер­ждается закон Гука;

Рис.

2. точка 2 соответствует пределу упругости материала: материал теряет упругие свойства — способность вернуться к исходным размерам;

3. точка 3 является концом участка, на котором образец силь­но деформируется без увеличения нагрузки. Это явление называют текучестью; текучесть - удлинение при постоянной нагрузке;

4. точка 4 соответствует максимальной нагрузке, в этот момент на образце образуется «шейка» — резкое уменьшение площади поперечного сечения. Напряжение в этой точке называют временным противлением разрыву, или условным пределом прочности. Зона 3-4 называется зоной упрочнения.