Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Основные физико-механические и деформационно-прочностные характеристики материала для металлических конструкций





МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Металлические строительные конструкции изготовля­ют из сталей или алюминиевых сплавов. Поведение ме­талла в конструкции определяется его механическими снойствами: а) прочностью, б) упругостью, в) пластич­ностью, г) хрупкостью, д) выносливостью.

1. Прочность, упругость, пластичность. Показатели, характеризующие первые три свойства, выявляются при испытании образцов металла на разрыв.Пре­дел прочности (или временное сопротивление) авр— эти наибольшее напряжение, после достижения которого ма­териал начинает разрушаться. Упругостью называется свойство материала восстанавливать свою первоначаль­ную форму после снятия внешней нагрузки.

Пластичностью (или статической вязкостью) называ­ют свойство материала получать остаточные деформации после снятия внешней нагрузки. Чем больше эти дефор­мации, тем больше пластичность. Это свойство характе­ризуют: а) полное остаточное удлинение замеренное после разрушения образца; б) предел текучести — на­пряжение, при котором материал «течет». Диаграмма растяжения для сталей с высоким содержанием углеро­да, для алюминиевых сплавов и для многих низколеги­рованных сталей отличается полным или почти полным отсутствием площадки текучести. Для этих материалов предел текучести условно определяется как напряженке, при котором образец получает остаточное удлинение в 0,2% первоначальной длины

.

2. Пластическое и хрупкое разрушения. Пластическое (вязкое) разрушение наступает после больших дефор­маций (до 25% первоначальной длины элемента). Это чрезвычайно важно для практики — задолго до разруше­ния сооружение получает настолько большие пластиче­ские деформации, что они становятся заметными на глаз, и есть время усилить слабое место.

Гораздо опаснее хрупкое разрушение — материал раз­рушается внезапно, без видимых деформаций. Хрупко-втью называется способность материала разрушаться, при ничтожных деформациях. Так разрушается стекло. Но, как показал опыт, в некоторых условиях даже очень пластичная сталь способна к хрупкому разрушению. В наблюдавшихся случаях хрупкого разрушения сталь­ных резервуаров, мостов и стропильных ферм трещины возникали мгновенно; разрушение сопровождалось зву­ком, подобным выстрелу, и, как правило, происходило при понижении температуры.

Хрупкому разрушению стали способствуют: а) низ­кая температура; б) наличие концентраторов напряже­ний и объемных напряжений; в) динамический эффект нагрузки; г) усталость; д) повышенная хрупкость неко­торых марок стали; е) наклеп и старение.

3. Концентраторы напряжений. Если материал под­вергается растяжению или сжатию по двум или по трем направлениям (рис. 4.2,6, в), говорят, что он находится в условиях сложного напряженного состояния.

Показателем, характеризующим хрупкость металла, является ударная вязкость — работа, затраченная на ма­ятниковом копре для разрушения специального стандарт­ного образца. Чем больше ударная вязкость, тем меньше хрупкость материала. Ударная вязкость уменьшается при понижении температуры, а также после наклепа и" старения.

4. Выносливость. Многие конструкции испытывают воздействие повторяющейся нагрузки (мосты, подкрано­вые балки, балки под моторы и вентиляторы и т.д.). Опыт показывает, что при длительном воздействии пов­торяющихся нагрузок конструкции иногда разрушаются даже при напряжениях, меньших, чем многократно воз­никавшие ранее напряжения. Разрушение всегда проис­ходит внезапно, без видимой деформации, т. е. носит хрупкий характер, хотя материал может обладать пре­красными пластическими свойствами и хорошей ударной вязкостью.

Если наибольшие напряжения цикла превосходят предел текучести (что может быть около концентраторов напряжений), то разрушение наступает быстро,

5. Наклеп и старение. Если образец стали растянуть выше предела его улругостн до напряжения а0а затем разгрузить, то появятся остаточные де­формации Если через некоторое время этот образец снова загрузить, то работа его резко изменится: предел упругости возрастет удлинения при разрушении уменьшатся на величину предварительной вы­тяжки. Таким образом, мы как бы получим другой материал с новыми свойствами (меньшей пла­стичностью и большей упругостью). Повышение предела упругости с одновременным увеличением хрупкости в ре­зультате предшествующей пластической деформации на­зывается наклепом, или нагартовкой. На явлении накле­па основано получение упрочненных вытяжкой арма­турных сталей, применяемых в железобетонных конструкциях.

Старением называется изменение свойств материала с течением времени. При старении металлов перестраи­вается их структура, вследствие чего повышаются хруп­кость, предел текучести и временное сопротивление (та­ким образом, влияние старения на механические свойст­ва металлов во многом аналогично влиянию наклепа). Старению способствуют развитие пластических дефор­маций и температурные колебания. Там, где такие дефор­мации возникают (при правке металла, около концен­траторов напряжений), в результате старения значитель­но снижается сопротивление металла хрупкому разрушению. Искусственное старение заключается в пла­стическом деформировании и последующем небольшом нагреве, его используют иногда для упрочнения алюми­ниевых сплавов.







Дата добавления: 2015-08-27; просмотров: 683. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...


Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...


Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Этапы трансляции и их характеристика Трансляция (от лат. translatio — перевод) — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК...

Условия, необходимые для появления жизни История жизни и история Земли неотделимы друг от друга, так как именно в процессах развития нашей планеты как космического тела закладывались определенные физические и химические условия, необходимые для появления и развития жизни...

Метод архитекторов Этот метод является наиболее часто используемым и может применяться в трех модификациях: способ с двумя точками схода, способ с одной точкой схода, способ вертикальной плоскости и опущенного плана...

Задержки и неисправности пистолета Макарова 1.Что может произойти при стрельбе из пистолета, если загрязнятся пазы на рамке...

Вопрос. Отличие деятельности человека от поведения животных главные отличия деятельности человека от активности животных сводятся к следующему: 1...

Расчет концентрации титрованных растворов с помощью поправочного коэффициента При выполнении серийных анализов ГОСТ или ведомственная инструкция обычно предусматривают применение раствора заданной концентрации или заданного титра...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия