Принцип Даламбера Механические свойства материалов Теоретическая механика Сопротивление материалов Деформации при кручении Виды расчетов на прочность Сопротивление усталости Суммарный изгибающий момент сил упругости Только проверенная химка http://danabol.com.ua Всегдав наличии препараты в ассортименте у нас.

Сопротивление материалов Лекции и примеры решения задач

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. 22.1

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. 22.2

Полученная диаграмма пересчитывается и перестраивается рис. 22.3 — 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. 22.3

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

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

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.

Растяжение и сжатие. Продольные и поперечные деформации. Закон Гука

В пределах упругости нормальные напряжения пропорциональны относительному удлинению.

Связь между продольной и поперечной деформациями зависит от свойств материала, связь определяется коэффициентом Пуассона, называемом коэффициентом поперечной деформации.

Балка защемлена, в заделке возникает неизвестная реакция в опоре, поэтому расчет начинаем со свободного конца (справа).

Характеристики пластичности определяют способность матер ала к деформированию, чем выше значения δ и ψ, тем матери пластичнее.

Предельные и допустимые напряжения

Предельным напряжением считают напряжение, при котором в материале возникает опасное состояние (разрушение или опасная деформация).

Особенности поведения материалов при испытания: на сжатие

1. Пластичные материалы практически одинаково работают при растяжении и сжатии. Механические характеристики при растяжении и сжатии одинаковы.

2. Хрупкие материалы обычно обладают большей прочностью при сжатии, чем при растяжении: σвр < σвс.

Ближайшая площадь поперечного сечения уголка - А = 4,29 см2 (d = 5мм). 4,91 > 4,29 (Приложение 1).

Детали соединений (болты, штифты, шпонки, заклепки) работают так, что можно учитывать только один внутренний силовой фактор — поперечную силу. Такие детали рассчитываются на сдвиг.

Смятие

Довольно часто одновременно со сдвигом происходит смятие боковой поверхности в месте контакта в результате передачи нагрузки от одной поверхности к другой. При этом на поверхности возникают сжимающие напряжения, называемые напряжениями смятия, σсм.

При растяжении, сжатии, смятии и сдвиге деталь сопротивляется деформации всем сечением одинаково. Здесь геометрической характеристикой сечения является площадь.

При кручении и изгибе сечение сопротивляется деформации не одинаково, при расчетах напряжений появляются другие геометрические характеристики сечения, влияющие на сопротивления сечения деформированию.

Статический момент используется при определении положения центра тяжести сечения:

Уравнения совместности деформаций представляют собой абсолютные деформации элементов конструкции (стержней), связанные между собой условием общей деформации конструкции, полученной под воздействием приложенных к конструкции нагрузок. Далее, пользуясь законом Гука При решении задачи 2 используется метод сечений (метод "вырезания узлов"). Основная часть конструкции "отсекается" от опор и для отсеченной части составляются уравнения статического равновесия.
Сопротивление материалов Кручение круглого бруса