Что означает понятие удельный модуль упругости

Модуль Юнга (упругости)

Все твердые тела, как кристаллические, так и аморфные, имеют свойство изменять свою форму под воздействие приложенной к ним силы. Другими словами, они подвергаются деформации. Если тело возвращается к исходным размерам и форме после того, как внешнее усилие прекращает свое воздействие, то его называют упругим, а его деформацию считают упругой. Для любого тела существует предел приложенного усилия, после которого деформация перестает быть упругой, тело не возвращается в исходную форму и к исходным размерам, а остается в деформированном состоянии или разрушается. Теория упругих деформаций тел была создана в конце 17 века британским ученым Р. Гуком и развита в трудах его соотечественника Томаса Юнга. В их честь Гука и Юнга были названы соответственно закон и коэффициент, определяющий степень упругости тел. Он активно применяется в инженерном деле в ходе расчетов прочности конструкций и изделий.

Основные сведения

Модуль Юнга, (называемый также модулем продольной упругости и модулем упругости первого рода) это важная механическая характеристика вещества. Он является мерой сопротивляемости продольным деформациям и определяет степень жесткости. Он обозначается как E; измеряется н/м 2 или в Па.

Это важный коэффициент применяют при расчетах жесткости заготовок, узлов и конструкций, в определении их устойчивости к продольным деформациям. Вещества, применяемые для изготовления промышленных и строительных конструкций, имеют, как правило, весьма большие значения E. И поэтому на практике значения Е для них приводят в гигаПаскалях (10 12 Па)

Величину E для стержней поддается расчету, у более сложных конструкций она измеряется в ходе опытов.

Приближенные величины E возможно узнать из графика, построенного в ходе тестов на растяжение.

График теста на растяжение

E- это частное от деления нормальных напряжений σ на относительное удлинение ε.

Закон Гука также можно сформулировать и с использованием модуля Юнга.

Физический смысл модуля Юнга

Во время принудительного изменения формы предметов внутри них порождаются силы, сопротивляющиеся такому изменению, и стремящиеся к восстановлению исходной формы и размеров упругих тел.

Если же тело не оказывает сопротивления изменению формы и по окончании воздействия остается в деформированном виде, то такое тело называют абсолютно неупругим, или пластичным. Характерным примером пластичного тела является брусок пластилина.

Р. Гук исследовал удлинение стрежней из различных веществ, под воздействием подвешенных к свободному концу гирь. Количественным выражением степени изменения формы считают относительное удлинение, равное отношению абсолютного удлинения и исходной длины.

В результате серии опытов было установлено, что абсолютное удлинение пропорционально с коэффициентом упругости исходной длине стрежня и деформирующей силе F и обратно пропорционально площади сечения этого стержня S:

Величину, обратную α, и называют модулем Юнга:

Отношение растягивающей силы F к S называют упругим напряжением σ:

Закон Гука, записанный с использованием модуля Юнга, выглядит так:

Теперь можно сформулировать физический смысл модуля Юнга: он соответствует напряжению, вызываемому растягиванием стержнеобразного образца вдвое, при условии сохранения целостности.

В реальности подавляющее большинство образцов разрушаются до того, как растянутся вдвое от первоначальной длины. Значение E вычисляют с помощью косвенного метода на малых деформациях.

Коэффициент жёсткости при упругой деформации стержня вдоль его оси k = (ES) / l

Модуль Юнга определяет величину потенциальной энергии тел или сред, подвергшихся упругой деформации.

Значения модуля юнга для некоторых материалов

В таблице показаны значения E ряда распространенных веществ.

Модуль продольной упругости стали вдвое больше модуля Юнга меди или чугуна. Модуль Юнга широко применяется в формулах прочностных расчетов элементов конструкций и изделий в целом.

Предел прочности материала

Это предел возникающего напряжения, после которого образец начинает разрушаться.

Статический предел прочности измеряется при продолжительном приложении деформирующего усилия, динамический — при кратковременном, ударном характере такого усилия. Для большинства веществ динамический предел больше, чем статический.

Инструмент для определения предела прочности

Допускаемое механическое напряжение в некоторых материалах при растяжении

Из жизненного опыта известно, что разные материалы по-разному сопротивляются изменению формы. Прочностные характеристики кристаллических и других твердых тел определяются силами межатомного взаимодействия. По мере роста межатомных расстояний возрастают и силы, притягивающие атомы друг к другу. Эти силы достигают максимума при определенной величине напряжения, равной приблизительно одной десятой от модуля Юнга.

Испытание на растяжение

Эту величину называют теоретической прочностью, при ее превышении начинается разрушение материала. В реальности разрушение начинается при меньших значениях, поскольку строение реальных образцов неоднородно. Это вызывает неравномерное распределение напряжений, и разрушение начинается с тех участков, где напряжения максимальны.

Эти цифры учитываются конструкторами при выборе материала деталей будущего изделия. С их использованием также проводятся прочностные расчеты. Так, например, тросы, используемые для подъемно- транспортных работ, должны иметь десятикратный запас по прочности. Периодически их проверяют, подвешивая груз в десять раз больше, чем паспортная грузоподъемность троса.

Запасы прочности, закладываемые в ответственные конструкции, также многократны.

Коэффициент запаса прочности

Для количественного выражения запаса прочности при конструировании применяют коэффициент запаса прочности. Он характеризует способность изделия к перегрузкам выше номинальных. Для бытовых изделий он невелик, но для ответственных узлов и деталей, могущих при разрушении представлять опасность для жизни и здоровья человека, его делают многократным.

Точный расчет прочностных характеристик позволяет создать достаточный для безопасности запас прочности и одновременно не перетяжелить конструкцию, ухудшая ее эксплуатационные характеристики. Для таких расчетов используются сложные математические методы и совершенное программное обеспечение. Наиболее важные конструкции обсчитывают на суперкомпьютерах.

Связь с другими модулями упругости

Модуль Юнга связан с модулем сдвига, определяющим способность образца к сопротивлению против деформации сдвига, следующим соотношением:

E связан также и с модулем объёмной упругости, определяющим способность образца к сопротивлению против одновременного сжатия со всех сторон.

Источник

НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА. Благодаря низкой плотности и высоким прочностным свойствам, углеродные волокна имеют наи­более высокие удельные характеристики.

Коротко дадим понятие удельных характеристик прочности: удельной прочности и удельного модуля упругости.

Удельная прочность— это отношение прочности при растяже­нии к удельному весу:

Удельный модуль упругости— это отношение модуля упругости к удельному весу:

где

Если в выражения для σ_уд и аналогично для Е_уд подставить зна­чения входящих туда величин, получим:

Следовательно, σ_уд и Е_уд в системе СИ измеряются в метрах, но для уменьшения получаемых при этом чисел в ракетной технике при­нято применять величину в 1 000 раз большую, т. е. километр.

σ_уд = 2 · 10 5 м = 200 км.

Для удельного модуля это число будет еще больше.

В ракетной технике широко пользуются терминами удельной прочности и удельного модуля, выраженных в километрах. Для сравнения нужно отметить, что удельная прочность лучших сталей и алюминиевых сплавов составляет не более 50 км.

Правда, разброс вышеуказанных показателей для углеродных воло­кон иногда достигает 20. 25 %. Это обусловлено наличием дефектов внут­ренней и внешней структуры УВ. Залечивание внешних дефектов путем травления, ионной бомбардировки и нанесения покрытий, приводит к повышению прочности УВ и уменьшению разброса показателей.

По прочности УВ делятся на три группы:

– низкопрочные, (σ_в 1 500 МПа).

Модуль упругости изменяется в пределах от 30 до 700 ГПа и про­порционально зависит от плотности углеродного волокна (табл. 18).

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА углеродных волокон такие же, как у компактных углеродных материалов, хотя плотность их значитель­но ниже, чем у графита (теоретическая плотность 2 260 кг/м 3 ), что обусловлено менее совершенной структурой УВ и большей порис­тостью.

Для УВ характерна развитая пористость и большая удельная по­верхность, достигающая 2 000 м 2 /г при определенной термообра­ботке (табл. 19).

В последние годы разработаны волокнистые в том числе имп- регнированные различными веществами сорбенты в виде тканей, войлока, которые получают путем обработки исходных вискозных заготовок в среде углекислого газа при повышенных температурах.

Источник

Чтобы подчеркнуть этот момент, рассмотрим вопрос выбора материала для постройки самолета. Алюминий кажется очевидным, потому что он «легче» стали, но сталь прочнее алюминия, поэтому можно представить себе использование более тонких стальных компонентов для снижения веса без ущерба для прочности на разрыв. Проблема с этой идеей состоит в том, что можно было бы значительно пожертвовать жесткостью, позволив, например, крыльям неприемлемо изгибаться. Поскольку именно жесткость, а не прочность на растяжение, является причиной такого решения для самолетов, мы говорим, что они зависят от жесткости.

СОДЕРЖАНИЕ

Приложения

Удельная жесткость при растяжении

Удельная жесткость при изгибе и изгибе

Напротив, если вес балки фиксированный, размеры ее поперечного сечения не ограничены, а повышенная жесткость является основной целью, характеристики балки будут зависеть от модуля Юнга, деленного либо на квадрат плотности, либо на куб. Это связано с тем, что общая жесткость балки и, следовательно, ее сопротивление продольному изгибу Эйлера при воздействии осевой нагрузки и прогибу при воздействии изгибающего момента прямо пропорциональны как модулю Юнга материала балки, так и второму моменту площади ( момент инерции области) балки.

Сравнение списка моментов инерции площадей с формулами для площади дает соответствующее соотношение для балок различных конфигураций.

Площадь поперечного сечения балки увеличивается в двух измерениях.

Рассмотрим балку, площадь поперечного сечения которой увеличивается в двух измерениях, например, сплошная круглая балка или сплошная квадратная балка.

Площадь поперечного сечения балки увеличивается в одном измерении

Рассмотрим балку, площадь поперечного сечения которой увеличивается в одном измерении, например, тонкостенная круглая балка или прямоугольная балка, высота, но не ширина которой изменяется.

Жесткость против прочности при изгибе

Источник

Удельный модуль это материалы собственности состоящий из модуль упругости на массу плотность материала. Он также известен как отношение жесткости к весу или удельная жесткость. Материалы с высоким удельным модулем упругости находят широкое применение в аэрокосмический приложения, где минимальные структурные вес требуется. В размерный анализ дает единицы расстояния в квадрате на время в квадрате. Уравнение можно записать как:

Чтобы подчеркнуть этот момент, рассмотрим вопрос выбора материала для постройки самолета. Алюминий кажется очевидным, потому что он «легче», чем сталь, но сталь прочнее алюминия, поэтому можно представить себе использование более тонких стальных компонентов для снижения веса без ущерба для прочности на разрыв. Проблема с этой идеей состоит в том, что придется значительно пожертвовать жесткостью, что приведет к недопустимому изгибу крыльев. Поскольку именно жесткость, а не прочность на растяжение, является причиной принятия такого рода решений для самолетов, мы говорим, что они зависят от жесткости.

Детали соединений таких конструкций могут быть более чувствительными к проблемам прочности (а не жесткости) из-за воздействия подъемники стресса.

Удельный модуль упругости не следует путать с удельная сила, термин, который сравнивает прочность с плотностью.

Содержание

Приложения

Удельная жесткость при растяжении

Использование удельной жесткости в напряжение приложения просты. И то и другое жесткость в напряжение и всего масса для данной длины прямо пропорциональны площадь поперечного сечения. При этом характеристики балки на растяжение будут зависеть от Модуль для младших деленное на плотность.

Удельная жесткость при изгибе и изгибе

Определенная жесткость может быть использована в конструкции балки при условии изгиб или Эйлера коробление, поскольку изгиб и изгиб обусловлены жесткостью. Однако роль, которая плотность воспроизводит изменения в зависимости от ограничений задачи.

Изучая формулы для коробление и отклонение, мы видим, что сила, необходимая для достижения заданного прогиба или достижения устойчивости, напрямую зависит от Модуль для младших.

Изучение плотность формулы, мы видим, что масса балки напрямую зависит от плотности.

Таким образом, если размеры поперечного сечения балки ограничены, а основной целью является снижение веса, характеристики балки будут зависеть от Модуль для младших деленное на плотность.

Напротив, если вес балки фиксированный, ее размеры в поперечном сечении не ограничены, а повышенная жесткость является основной целью, характеристики балки будут зависеть от модуля Юнга, деленного либо на квадрат плотности, либо на куб. Это потому, что балка в целом жесткость, и, следовательно, его сопротивление Эйлеру коробление при воздействии осевой нагрузки и отклонение при воздействии изгибающий момент, прямо пропорциональна как модулю Юнга материала балки, так и второй момент площади (момент инерции площади) балки.

Сравнивая список моментов инерции площади с формулами для площадь дает соответствующее соотношение для балок различной конфигурации.

Площадь поперечного сечения балки увеличивается в двух измерениях

Рассмотрим балку, площадь поперечного сечения которой увеличивается в двух измерениях, например сплошная круглая балка или сплошная квадратная балка.

Объединив площадь и плотность формул, мы можем видеть, что радиус этого пучка будет изменяться приблизительно обратно пропорционально квадрату плотности для данной массы.

Изучая формулы для момент инерции площади, мы можем видеть, что жесткость этой балки будет изменяться примерно как четвертая степень радиуса.

Таким образом, второй момент площади будет изменяться приблизительно как величина, обратная квадрату плотности, и характеристики луча будут зависеть от Модуль для младших деленное на плотность в квадрате.

Площадь поперечного сечения балки увеличивается в одном измерении

Рассмотрим балку, площадь поперечного сечения которой увеличивается в одном измерении, например тонкостенная круглая балка или прямоугольная балка, высота, но не ширина которой варьируется.

Объединив площадь и плотность формул, мы можем видеть, что радиус или высота этой балки будет изменяться приблизительно обратно пропорционально плотности для данной массы.

Изучая формулы для момент инерции площади, мы можем видеть, что жесткость этой балки будет изменяться приблизительно как третья степень радиуса или высоты.

Таким образом, второй момент площади будет изменяться приблизительно как обратное кубу плотности, и характеристики луча будут зависеть от Модуль для младших деленное на плотность кубический.

Однако следует соблюдать осторожность при использовании этой метрики. Тонкостенные балки в конечном итоге ограничиваются местным изгибом и продольный изгиб. Эти режимы потери устойчивости зависят от свойств материала, отличных от жесткости и плотности, поэтому кубическая метрика жесткости над плотностью в лучшем случае является отправной точкой для анализа. Например, большинство древесных пород оцениваются по этому показателю лучше, чем большинство металлов, но многие металлы могут быть сформированы в полезные балки с гораздо более тонкими стенками, чем можно было бы получить с древесиной, учитывая большую уязвимость древесины к местному короблению. Характеристики тонкостенных балок также можно значительно изменить за счет относительно незначительных изменений геометрии, таких как фланцы и ребра жесткости. [1] [2] [3]

Жесткость против прочности при изгибе

Обратите внимание, что предел прочности балки при изгибе зависит от предела прочности ее материала и ее прочности. модуль сечения, а не его жесткость и второй момент площади. Однако его прогиб и, следовательно, его сопротивление продольному изгибу по Эйлеру будут зависеть от этих двух последних значений.

Источник

Лекция 2. Упругие и прочностные характеристики материалов

Значение некоторых употребляемых в данной статье понятий и определений приводится отдельно.

Геометрические характеристики рассматриваемого тела, уравнения равновесия и метод сечений позволяют определить значение напряжений в любой точке рассматриваемого сечения. Соответственно суть расчета на прочность сводится к тому, что напряжение σ в наиболее нагруженной точке (на некоторой элементарной площади) должно быть меньше или равно сопротивлению материала:

σ ≤ R (318.1)

Диаграммы напряжений

На сегодняшний день существует несколько методик испытания образцов материалов. При этом одним из самых простых и показательных являются испытания на растяжение (на разрыв), позволяющие определить предел пропорциональности, предел текучести, модуль упругости и другие важные характеристики материала. Так как важнейшей характеристикой напряженного состояния материала является деформация, то определение значения деформации при известных размерах образца и действующих на образец нагрузок позволяет установить вышеуказанные характеристики материала.

Испытания металлов на растяжение проводятся согласно ГОСТ 1497-84. Для этого используются стандартные образцы. Методика испытаний выглядит приблизительно так: к образцу прикладывается статическая нагрузка, определяется абсолютное удлинение образца Δl, затем нагрузка увеличивается на некоторое шаговое значение и снова определяется абсолютное удлинение образца и так далее. На основании полученных данных строится график зависимости удлинений от нагрузки. Этот график называется диаграммой напряжений.

Рисунок 318.1. Диаграмма напряжений для стального образца.

На данной диаграмме мы видим 5 характерных точек:

1. Предел пропорциональности Р_п (точка А)

Нормальные напряжения в поперечном сечении образца при достижении предела пропорциональности будут равны:

Предел пропорциональности ограничивает участок упругих деформаций на диаграмме. На этом участке деформации прямо пропорциональны напряжениям, что выражается законом Гука:

Р_п = kΔl (318.2.2)

k = EF/l (318.2.3)

Модули упругости

Главными характеристиками упругих свойств материалов являются модуль Юнга Е (модуль упругости первого рода, модуль упругости при растяжении), модуль упругости второго рода G (модуль упругости при сдвиге) и коэффициент Пуассона μ (коэффициент поперечной деформации).

Модуль Юнга Е показывает отношение нормальных напряжений к относительным деформациям в пределах пропорциональности

Модуль Юнга также определяется опытным путем при испытании стандарт­ных образцов на растяжение. Так как нормальные напряжения в материале равны силе, деленной на начальную площадь сечения:

σ = Р/F_о (318.3.1), (317.2)

то модуль Юнга согласно закону Гука можно выразить так

Рисунок 318.2. Диаграммы напряжений некоторых сплавов металлов

Коэффициент Пуассона μ показывает отношение поперечных деформаций к продольным

Под воздействием нагрузок не только увеличивается длина образца, но и уменьшается площадь рассматриваемого поперечного сечения (если предположить, что объем материала в области упругих деформаций остается постоянным, то значит увеличение длины образца приводит к уменьшению площади сечения). Для образца, имеющего круглое сечение, изменение площади сечения можно выразить так:

Тогда коэффициент Пуассона можно выразить следующим уравнением:

Модуль сдвига G показывает отношение касательных напряжений т к углу сдвига

Модуль сдвига G может быть определен опытным путем при испытании образцов на кручение.

т = Р/F (318.3.6)

а тангенс угла наклона можно выразить отношением абсолютной деформации Δl к расстоянию h от места фиксации абсолютной деформации до точки, относительно которой осуществлялся поворот:

tgγ = Δl/h (318.3.7)

то при малых значениях угла сдвига модуль сдвига можно выразить следующим уравнением:

G = т/γ = Ph/FΔl (318.3.8)

Модуль Юнга, модуль сдвига и коэффициент Пуассона связаны между собой следующим отношением:

Е = 2(1 + μ)G (318.3.9)

Значения постоянных Е, G и µ приводятся в таблице 318.1

Таблица 318.1. Ориентировочные значения упругих характеристик некоторых материалов

Примечание: Модули упругости являются постоянными величинами, однако технологии изготовления различных строительных материалов меняются и более точные значения модулей упругости следует уточнять по действующим в настоящий момент нормативным документам. Модули упругости бетона зависят от класса бетона и потому здесь не приводятся.

Упругие характеристики определяются для различных материалов в пределах упругих деформаций, ограниченных на диаграмме напряжений точкой А. Между тем на диаграмме напряжений можно выделить еще несколько точек:

2. Предел упругости Р_у

Нормальные напряжения в поперечном сечении образца при достижении предела упругости будут равны:

Предел упругости ограничивает участок на котором появляющиеся пластические деформации находятся в пределах некоторой малой величины, нормированной техническими условиями (например 0,001%; 0,01% и т. д.). Иногда предел упругости обозначается соответственно допуску σ_0.001, σ_0.01 и т.д.

3. Предел текучести Р_т

На диаграммах напряжений отмечен нижний предел текучести. Именно этот предел для большинства материалов принимается за нормативное сопротивление материала.

Некоторые материалы не имеют выраженной площадки текучести. Для них за условный предел текучести σ_0.2 принимается напряжение, при котором остаточное удлинение образца достигает значения ε ≈0,2%.

4. Предел прочности Р_макс (временное сопротивление)

Нормальные напряжения в поперечном сечении образца при достижении предела прочности будут равны:

После преодоления верхнего предела текучести (на диаграммах напряжения не показан) материал снова начинает сопротивляться нагрузкам. При максимальном усилии Р_макс начинается полное разрушение внутренних связей материала. При этом пластические деформации концентрируются в одном месте, образуя в образце так называемую шейку.

Напряжение при максимальной нагрузке называется пределом прочности или временным сопротивлением материала.

Таблица 318.2 Ориентировочные пределы прочности на сжатие (временные сопротивления) некоторых строительных материалов.

Примечание: Для металлов и сплавов значение пределов прочности следует определять согласно нормативных документов. Значение временных сопротивлений для некоторых марок стали можно посмотреть здесь.

Таблица 318.3. Ориентировочные пределы прочности (временные сопротивления) для некоторых пластмасс

Таблица 318.4. Ориентировочные пределы прочности для некоторых волокон

Таблица 318.5. Ориентировочные пределы прочности для некоторых древесных пород

5. Разрушение материала Р_р

Если посмотреть на диаграмму напряжений, то создается впечатление, что разрушение материала наступает при уменьшении нагрузки. Такое впечатление создается потому, что в результате образования «шейки» значительно изменяется площадь сечения образца в районе «шейки». Если построить диаграмму напряжений для образца из малоуглеродистой стали в зависимости от изменяющейся площади сечения, то будет видно, что напряжения в рассматриваемом сечении увеличиваются до некоторого предела:

Тем не менее более правильным является рассмотрение прочностных характеристик материала по отношению к площади первоначального сечения, так как расчетами на прочность изменение первоначальной геометрической формы редко предусматривается.

Одной из механических характеристик металлов является относительное изменение ψ площади поперечного сечения в районе шейки, выражаемое в процентах:

Если сложить разорванные части образца и измерить его удлинение, то выяснится, что оно меньше удлинения на диаграмме (на длину отрезка NL), так как после разрыва упругие деформации исчезают и остаются только пластические. Величина пластической деформации (удлинения) также является важной характеристикой механических свойств материала.

За пределами упругости, вплоть до разрушения, полная деформация состоит из упругой и пластической составляющих. Если довести материал до напряжений, превышающих предел текучести (на рис. 318.1 некоторая точка между пределом текучести и пределом прочности), и затем разгрузить его, то в образце останутся пластические деформации, но при повторном загружении через некоторое время предел упругости станет выше, так как в данном случае изменение геометрической формы образца в результате пластических деформаций становится как бы результатом действия внутренних связей, а изменившаяся геометрическая форма, становится начальной. Этот процесс загрузки и разгрузки материала можно повторять несколько раз, при этом прочностные свойства материала будут увеличиваться:

Рисунок 318.4. Диаграмма напряжений при наклепе (наклонные прямые соответствуют разгрузкам и повторным загружениям)

Такое изменение прочностных свойств материала, получаемое путем повторяющихся статических загружений, называется наклепом. Тем не менее при повышении прочности металла путем наклепа уменьшаются его пластические свойства, а хрупкость увеличивается, поэтому полезным как правило считается относительно небольшой наклеп.

Работа деформации

Прочность материала тем выше, чем больше внутренние силы взаимодействия частиц материала. Поэтому величина сопротивления удлинению, отнесенная к единице объема материала, может служить характеристикой его прочности. В этом случае предел прочности не является исчерпывающей характеристикой прочностных свойств данного материала, так как он характеризует только поперечные сечения. При разрыве разрушаются взаимосвязи по всей площади сечения, а при сдвигах, которые происходят при всякой пластической деформации, разрушаются только местные взаимосвязи. На разрушение этих связей затрачивается определенная работа внутренних сил взаимодействия, которая равна работе внешних сил, затрачиваемой на перемещения:

А = РΔl/2 (318.4.1)

При упругой деформации работа сил определяется площадью треугольника ОАВ (см. рис. 318.1). Полная работа, затраченная на деформацию образца и его разрушение:

А = ηР_максΔl_макс (318.4.2)

Работа, затрачиваемая на пластические деформации и разрушение образца, является одной из важных характеристик материала, определяющих степень его хрупкости.

Деформация сжатия

Деформации сжатия подобны деформациям растяжения: сначала происходят упругие деформации, к которым за пределом упругости добавляются пластические. Характер деформации и разрушения при сжатии показан на рис. 318.5:

Рисунок 318.5

Если материал находится под нагрузкой при постоянном напряжении, то к практически мгновенной упругой деформации постепенно прибавляется добавочная упругая деформация. При полном снятии нагрузки упругая деформация уменьшается пропорционально уменьшающимся напряжениям, а добавочная упругая деформация исчезает медленнее.

Образовавшаяся добавочная упругая деформация при постоянном напряжении, которая исчезает не сразу после разгрузки, называется упругим последействием.

Влияние температуры на изменение механических свойств материалов

Таблица 318.6. Температуры плавления некоторых веществ

Примечание: В таблице приведены температуры плавления при атмосферном давлении (кроме гелия).

Упругие и прочностные характеристики материалов, приведенные в таблицах 318.1-318.5, определяются как правило при температуре +20 о С. ГОСТом 25.503-97 допускается проводить испытания металлических образцов в диапазоне температур от +10 до +35 о С.

При изменении температуры изменяется потенциальная энергия тела, а значит, изменяется и значение внутренних сил взаимодействия. Поэтому механические свойства материалов зависят не только от абсолютной величины температуры, но и от продолжительности ее действия. Для большинства материалов при нагреве прочностные характеристики (σ_п, σ_т и σ_в) уменьшаются, при этом пластичность материала увеличивается. При снижении температуры прочностные характеристики увеличиваются, но при этом повышается хрупкость. При нагреве уменьшается модуль Юнга Е, а коэффициент Пуассона увеличивается. При снижении температуры происходит обратный процесс.

Рисунок 318.6. Влияние температуры на механические характеристики углеродистой стали.

При нагревании цветных металлов и сплавов из них прочность их сразу падает и при температуре, близкой к 600° С, практически теряется. Исключение составляет алюмотермический хром, предел прочности которого с увеличением температуры увеличивается и при температуре равной 1100° С достигает максимума σ_в1100 = 2σ_в20.

Влияние радиоактивного облучения на изменение механических свойств

Радиоактивное облучение по-разному влияет на различные материалы. Облучение материалов неорганического происхождения по своему влиянию на механические характеристики и характеристики пластичности подобно понижению температуры: с увеличением дозы радиоактивного облучения увеличивается предел прочности и особенно предел текучести, а характеристики пластичности снижаются.

Лекция 3. Методики расчета конструкций.

Доступ к полной версии этой статьи и всех остальных статей на данном сайте стоит всего 30 рублей. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью, адресом электронной почты и продолжением статьи. Если вы хотите задать вопрос по расчету конструкций, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Зараннее большое спасибо.)). Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье «Записаться на прием к доктору»

Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

Номер карты Ymoney 4048 4150 0452 9638 SERGEI GUTOV

Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье «Записаться на прием к доктору» (ссылка в шапке сайта).

Источник