Как найти временное сопротивление разрыву

14Ноя


  • By:

  • Без рубрики
  • Comment: 0

Содержание статьи

  1. Предел прочности
  2. Как производится испытание на прочность
  3. Виды ПП
  4. Предел прочности на растяжение стали
  5. Предел текучести и временное сопротивление
  6. Усталость стали
  7. Предел пропорциональности
  8. Как определяют свойства металлов
  9. Механические свойства
  10. Классы прочности и их обозначения
  11. Формула удельной прочности
  12. Использование свойств металлов
  13. Пути увеличения прочностных характеристик

При строительстве объектов обязательно необходимо использовать расчеты, включающие подробные характеристики стройматериалов. В обратном случае на опору может быть возложена слишком большая, непосильная нагрузка, из-за чего произойдет разрушения. Сегодня поговорим о пределе кратковременной прочности материала при разрыве и натяжении, расскажем, что это такое, его определение и обозначение, как работать с этим показанием.

формула

Что это значит

ПП – будем использовать это сокращение, а также можно говорить об официальном сочетании «временное сопротивление» – это максимальная механическая сила, которая может быть применена к объекту до начала его разрушения. В данном случае мы не говорим о химическом воздействии, но подразумеваем, что нагревание, неблагоприятные климатические условия, определенная среда могут либо улучшать свойства металла (а также дерева, пластмассы), либо ухудшать.

Ни один инженер не применяет при проектировании крайние значения, потому что необходимо оставить допустимую погрешность – на окружающие факторы, на длительность эксплуатации. Рассказали, что называется пределом прочности, теперь перейдем к особенностям определения.

Как производится испытание

Изначально особенных мероприятий не было. Люди брали предмет, использовали его, а как только он ломался, анализировали поломку и снижали нагрузку на аналогичное изделие. Теперь процедура гораздо сложнее, однако, до настоящего времени самый объективный способ узнать ПП – эмпирический путь, то есть опыты и эксперименты.

Все проверки проходят в специальных условиях с большим количеством точной техники, которая фиксирует состояние, характеристики подопытного материала. Обычно он закреплен и испытывает различные воздействия – растяжение, сжатие. Их оказывают инструменты с высокой точностью – отмечается каждая тысячная ньютона из прикладываемой силы. Одновременно с этим фиксируется каждая деформация, когда она происходит. Еще один метод не лабораторный, а вычислительный. Но обычно математический анализ используется вместе с испытаниями.

Определение термина

Образец растягивается на испытательной машине. При этом сначала он удлиняется в размере, а поперечное сечение становится уже, а затем образуется шейка – место, где самый тонкий диаметр, именно здесь заготовка разорвется. Это актуально для вязких сплавов, в то время как хрупкие, к ним относится чугун и твердая сталь, растягиваются совсем незначительно без образования шейки. Подробности посмотрим на видео:

Виды ПП

Временное сопротивление разрыву определяют по различным воздействиям, согласно этому его классифицируют по:

  • сжатию – на образец действуют механические силы давления;
  • изгибу – деталь сгибают в разные стороны;
  • кручению – проверяется пригодность для использования в качестве крутящегося вала;
  • растягиванию – подробный пример проверки мы привели выше.

Предел прочности на растяжение стали

Стальные конструкции давно заменили прочие материалы, так как они обладают отличными эксплуатационными характеристиками – долговечностью, надежностью и безопасностью. В зависимости от применяемой технологии, он подразделяется на марки. От самой обычной с ПП в 300 Мпа, до наиболее твердой с высоким содержанием углерода – 900 Мпа. Это зависит от двух показателей:

  • От способов термообработки – отжиг, закалка, криообработка.
  • Какие примеси содержатся в составе. Одни считаются вредными, от них избавляются для чистоты сплава, а вторые добавляют для укрепления.

свойства

Предел прочности материала: что называют текучестью

Новый термин обозначается в технической литературе буквой Т. Показатель актуален исключительно для пластичных образцов и показывает, как долго он может деформироваться без увеличения на него внешней нагрузки.

Обычно после преодоления этого порога кристаллическая решетка сильно меняется, перестраивается. Результатом выступают пластические деформации. Они не являются нежелательными, напротив, происходит самоупрочнение сплава.

Усталость стали

Обозначается буквой R. Это аналогичный параметр, то есть он определяет, какая сила может воздействовать на элемент, но не в единичном случае, а в цикле. То есть на подопытный эталон циклично, раз за разом действуют определенные давления. Среднее количество повторений – 10 в седьмой степени. Именно столько раз металл должен без деформирования и потери своих характеристик выдержать воздействие.

Если проводить эмпирические испытания, то потребуется множество времени – нужно проверить все значения векторной величины, прикладывая ее по множеству циклов. Поэтому обычно коэффициент рассчитывается математически.

Величины

Ниже разберемся в понимании и видах.

Статический

По определению ГОСТа 1497-84 его называют временным сопротивлением разрушению. Иначе говоря, сильное напряжение, которое действует на материал перед его деформацией или дроблением. Временной отрезок процесса составляет не более 10 секунд. Терминология происходит из понимания, ко которому материал может длительно выдерживать напряжение.

Динамический

Величина переменного механического напряжения. Если превысить порог, оно разрушит тело из определенного вещества. Время воздействия до разрушения обычно не более нескольких секунд. Поэтому такую характеристику принято называть условно-мгновенной или хрупко-кратковременной.

Предел прочности на сжатие

Это порог величины для переменного или постоянного предела прочности механического напряжения. В результате его превышения механическое напряжение может сжать тело из определенного вида материала. Что приведет к разрушению тела либо деформируется.

При изгибе

В процессе испытания напряжение, возникающее в материале по причине изгибания, называют поперечной прочностью на разрыв. Его оценка производится с помощью метода трехточечного изгиба – материал прямоугольного либо круглого сечения деформируется до разрушения. Оно означает максимальное напряжение, которое оказывает воздействие в момент текучести.

Значения прочности на разрыв веществ и металлов.

Материал, вещество

Прочность на разрыв 109 дин/см2

Материал, вещество

Прочность на разрыв 109 дин/см2

Кальций

0,42–0,6

Кетгут

4,2

Сварочное железо

2,9–4,5

Алюминий

2,0–4,5

Алюминий (литой)

0,9–1,0

Кожаный ремень

0,3–0,5

Алюминий (листовой)

0,9–1,5

Пеньковая веревка

0,6–1,0

Сталь отпущенная

9,3–10,8

Золото

2,0–2,5

Сталь рессорная

7,0–7,7

Отожженная медь

2,8–3,1

Сталь литая

4,0–6,0

Латунь

3,5–5,5

Сталь мягкая (0,2%C)

4,3–4,9

Холоднотянутая медь

4,0–4,6

Сталь никелевая 5% Ni

8,0–10,0

Железо на древесном угле

Чугун

1,0–2,3

Проволоки

Литая медь

1,2–1,7

Термопластичная пластмассы

0,28–0,70

Листовая медь

2,0–4,0

Термореактивные

0,42–1,5

Прессованный магний

1,7–1,9

Кварцевая нить

около 10

Литой магний

0,6–0,8

Шелковая нить

2,6

Кобальт

2,6–7,5

Паутина

1,8

Предел пропорциональности

Это показатель, определяющий длительность оказываемых нагрузок к деформации тела. При этом численные характеристики должны изменяться в разный степени по закону Гука. Простыми словами: чем больше оказывается сжатие (растяжение), тем сильнее деформируется образчик.

Параметр каждого из них находится между абсолютной и классической упругостью. То есть если изменения обратимы, после того как сила перестала действовать (форма прежняя – пример, сжимание пружины), то такие качества нельзя называть пропорциональными.

временное сопротивление

Как определяют свойства металлов

Проверяют не только то, что называется пределом прочности, но и такую характеристику стали как твердость. Испытания проводят следующим образом: в образец вдавливают шарик или конус из алмаза – наиболее прочной породы. Чем крепче материал, тем меньше след остается. Более глубокие, с широким диаметром отпечатки остаются на мягких сплавах. Еще один опыт – на удар. Воздействие оказывается только после заранее сделанного надреза на заготовке. То есть разрушение проверяется для наиболее уязвимого участка.

Механические свойства

Различают 5 характеристик:

  • Пластичность – это возможность деформироваться, менять форму, но сохранять внутреннюю структуру.
  • Твердость – готовность встретиться с более твердым материалом и не получить значительных ущербов.
  • Ударная вязкость – способность сопротивляться ударам.
  • Усталость – длительность сохранения качеств под действием цикличных нагрузок.
  • Предел прочности стали при растяжении и на разрыв – это обозначение временного сопротивления внешним силам, напряжения (МПа), возникающего внутри.

Классы

Все категории записаны в нормативных документах – ГОСТах, по ним все российские предприниматели изготавливают любой металлопрокат и прочие металлические изделия. Вот соответствие обозначения и параметра в таблице:

Класс  Н/мм2
265 430
295 430
315 450
325 450
345 490
355 490
375 510
390 510
440 590

Видим, что для некоторых классов остаются одинаковыми показатели ПП, это объясняется тем, что при равных значениях у них может различаться текучесть или относительное удлинение. В зависимости от этого возможна различная максимальная толщина металлопроката.

Формула предельной прочности для механического напряжения

R с индексом «у» – обозначение данного параметра в физике. Рассчитывается как ПП (в записи – R) поделенное на плотность – d. То есть этот расчет имеет практическую ценность и учитывает теоретические знания о свойствах стали для применения в жизни. Инженеры могут сказать, как меняется временное сопротивление в зависимости от массы, объема изделия. Логично, что чем тоньше лист, тем легче его деформировать.

Формула выглядит так:

Ry = R/d

Здесь будет логичным объяснить, в чем измеряется прочность материала и что понимается под удельным пределом  металла. В Н/мм2 – это вытекает из предложенного алгоритма вычисления.

углеродистый

Использование свойств металлов

Два важных показателя – пластичность и ПП – взаимосвязаны. Материалы с большим первым параметром намного медленнее разрушаются. Они хорошо меняют свою форму, подвергаются различным видам металлообработке, в том числе объемной штамповке – поэтому из листов делают элементы кузова автомобиля. При малой пластичности сплавы называют хрупкими. Они могут быть очень твердыми, но при этом плохо тянуться, изгибаться и деформироваться, например, титан.

Сопротивление

Есть два типа:

  • Нормативное – прописано для каждого типа стали в ГОСТах.
  • Расчетное – получается после вычислений в конкретном проекте.

Первый вариант скорее теоретический, для практических задач используется второй.

Пути увеличения прочностных характеристик

Есть несколько способов это сделать, два основных:

  • добавка примесей;
  • термообработка, например, закал.

Иногда они используются вместе.

Общие сведения о сталях

Все они обладают химическими свойствами и механическими. Ниже подробнее поговорим о вариантах увеличения прочности, но для начала представим схему, на которой представлены все разновидности:

никель

Также посмотрим более подробное видео:

Углерод

Чем больше углеродность вещества, тем выше твердость и меньше пластичность. Но в составе не должно быть более 1% химического компонента, так как большее количество приводит к обратному эффекту.

Марганец

Очень полезная добавка, но при массовой доле не более двух процентов. Обычно Mn добавляют для улучшения качеств обрабатываемости. Материал становится более подвержен ковке и свариванию. Это объясняется вытеснением кислорода и серы.

Кремний

Эффективно повышает прочностные характеристики, при этом не затрагивая пластичность. Максимальное содержание – 0,6%, иногда достаточно и 0,1%. Хорошо сочетается с другими примесями, в совокупности можно увеличить устойчивость к коррозии.

Азот и кислород

Если они попадают в сплав, но ухудшают его характеристики, при изготовлении от них пытаются избавиться.

Легирующие добавки

Также можно встретить следующие примеси:

  • Хром – увеличивает твёрдость.
  • Молибден – защищает от ржавчины.
  • Ванадий – для упругости.
  • Никель – хорошо влияет на прокаливаемость, но может привести к хрупкости.

Эти и другие химические вещества должны применяться в строгих пропорциях. В статье мы рассказали про предел прочности металла (кратковременное сопротивление материала) – что это, формулы, как определяется и обозначается сигма B при растяжении и сжатии в единицах измерения. А также дали несколько таблиц, которыми можно пользоваться при работе. В качестве завершения давайте посмотрим видеоролик:

После того, как ознакомитесь со статьей, можете ознакомиться с нашим ассортиментом ленточнопильных изделий. Компания «Рокта» уже 15 лет на российском рынке. За это время мы охватили практически все города страны. Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

Как определяется временное сопротивление?

Временное сопротивление (предел прочности) sв – это напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца. где Рmax – максимальная нагрузка, предшествующая разрушению, кгс (H).

Что называют временным сопротивлением?

Согласно ГОСТ 1497-84 «Методы испытаний на растяжение», более корректным термином является временное сопротивление разрушению — напряжение, соответствующее наибольшему усилию, предшествующему разрыву образца при (статических) механических испытаниях.

В чем измеряется временное сопротивление?

временное сопротивление — [tensile strength] предел прочности максимального напряжения на кривой σ ε при испытании материала на растяжение; обозначается σв единица измерения 1 Н/м2; Смотри также: Сопротивление электрическое сопротивление

Что значит прочность на разрыв?

Прочность на разрыв или предел прочности — это механическое напряжение, измеряемое в паскалях (МПа). Выше этого предела происходит разрушение материала. Выделяют несколько видов переделов прочности: статический предел прочности, динамический, предел прочности на сжатие, на растяжение.

Что такое предел текучести как определить?

Условным пределом текучести называется напряжение, при котором остаточная (пластическая) деформация составляет 0,2%. Это значение используется для высокопрочных болтов (например, кл. пр. 8.8), которые при напряжении демонстрируют непрерывный сдвиг между упругой и пластической деформацией.

Что такое Сигма 02?

Условный предел текучести [2] Под условным пределом текучести обычно подразумевают такое напряжение, при котором остаточная деформация составляет 0,2%. Таким образом обычно условный предел текучести при растяжении обозначается σ0,2.

Как найти предел упругости?

Предел упругости принято определять величиной напряжения при допускаемой малой деформации и, соответственно, измерять в паскалях. где σy — предел упругости[Па], FY [Н]— нагрузка, S0 [м2]— площадь образца при допускаемой остаточной деформации. У большинства тел предел упругости и предел пропорциональности совпадают.

Что называется пределом текучести материала?

Предел текучести — механическая характеристика материала, характеризующая напряжение, при котором деформации продолжают расти без увеличения нагрузки. С помощью этого параметра рассчитываются допустимые напряжения для пластичных материалов.

Как рассчитать прочность на сжатие?

σ=NA<=[σ] σ = N A <= [ σ ] где, если продольную силу указать в Ньютонах, а площадь в мм2, напряжения получатся в Мегапаскалях (МПа). Условие прочности выполняется, прочность обеспечена.

Как определить прочность чугуна?

Предел прочности серого чугуна. Серый чугун (ГОСТ 1412-85) маркируется буквами СЧ, после букв следуют цифры, которые указывают минимальную величину предела прочности чугуна — временного сопротивления при растяжении (МПа*10-1).

В чем измеряется предел текучести?

Паскаль
Предел текучести — механическая характеристика материала, характеризующая напряжение, при котором деформации продолжают расти без увеличения нагрузки. С помощью этого параметра рассчитываются допустимые напряжения для пластичных материалов. Обозначение — σт. Единица измерения — Паскаль.

В чем измеряется предел прочности?

Предел прочности — это максимальное механическое напряжение, выше которого происходит разрушение материала, подвергаемого деформации; предел прочности при растяжении обозначается σВ и измеряется в килограммах силы на квадратный сантиметр (кгс/см2), а также указывается в мегапаскалях (МПа).

Что такое прочность?

Про́чность (в физике и материаловедении) — свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих под воздействием внешних сил. Свойство конструкции выполнять назначение, не разрушаясь в течение заданного времени.

Что значит прочность на сжатие?

Прочность на сжатие — одна из основных характеристик показателей бетона. Именно по ней определяется класс бетона, который обозначается буквой «В». … Например, обозначение показателя бетона В25 означает, что бетон выдерживает давление в 25 мегапаскалей согласно СНиП 2.03.01-84.

Что такое прочность при сжатии?

Compressive strength — Предел прочности при сжатии. Максимальное сжимающее напряжение, которое материал способен выдержать, определяется относительно первоначальной площади поперечного сечения. Если материал разрушается при сжатии изломом или трещиной, предел прочности при сжатии имеет определенное значение.

Величина предела текучести материала ττ=G/2π. , где G — модуль сдвига, как раз и определяющий устойчивость связей между атомами.

Что называется площадкой текучести?

площадка текучести — Напряжение в материале обычно меньшее, чем максимальное напряжение, при котором увеличение деформации происходит без увеличения напряжения.

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 28 марта 2021 года; проверки требуют 2 правки.

Преде́л про́чности — механическое напряжение sigma _{B}, выше которого происходит разрушение материала. Иначе говоря, это пороговая величина, превышая которую механическое напряжение разрушит некое тело из конкретного материала. Следует различать статический и динамический пределы прочности. Также различают пределы прочности на сжатие и растяжение.

Величины предела прочности[править | править код]

Статический предел прочности[править | править код]

Статический предел прочности, также часто называемый просто пределом прочности есть пороговая величина постоянного механического напряжения, превышая который постоянное механическое напряжение разрушит некое тело из конкретного материала. Согласно ГОСТ 1497-84 «Методы испытаний на растяжение», более корректным термином является временное сопротивление разрушению — напряжение, соответствующее наибольшему усилию, предшествующему разрыву образца при (статических) механических испытаниях. Термин происходит от представления, по которому материал может бесконечно долго выдержать любую статическую нагрузку, если она создаёт напряжения, меньшие статического предела прочности, то есть не превышающие временное сопротивление. При нагрузке, соответствующей временному сопротивлению (или даже превышающей её — в реальных и квазистатических испытаниях), материал разрушится (произойдет дробление испытываемого образца на несколько частей) спустя какой-то конечный промежуток времени (возможно, что и практически сразу, — то есть не дольше чем за 10 с).

Динамический предел прочности[править | править код]

Динамический предел прочности есть пороговая величина переменного механического напряжения (например при ударном воздействии), превышая которую переменное механическое напряжение разрушит тело из конкретного материала. В случае динамического воздействия на это тело время его нагружения часто не превышает нескольких секунд от начала нагружения до момента разрушения. В такой ситуации соответствующая характеристика называется также условно-мгновенным пределом прочности, или хрупко-кратковременным пределом прочности.

Предел прочности на сжатие[править | править код]

Предел прочности на сжатие есть пороговая величина постоянного (для статического предела прочности) или, соответственно, переменного (для динамического предела прочности) механического напряжения, превышая который механическое напряжение в результате (за конечный достаточно короткий промежуток времени) сожмет тело из конкретного материала — тело разрушится или неприемлемо деформируется.

Предел прочности на растяжение[править | править код]

Предел прочности на растяжение есть пороговая величина постоянного (для статического предела прочности) или, соответственно, переменного (для динамического предела прочности) механического напряжения, превышая который механическое напряжение в результате (за конечный достаточно короткий промежуток времени) разорвет тело из конкретного материала. (На практике, для детали какой либо конструкции достаточно и неприемлемого истончения детали.)

Другие прочностные параметры[править | править код]

Мерами прочности также могут быть предел текучести, предел пропорциональности, предел упругости, предел выносливости, предел прочности на сдвиг и др. так как для выхода конкретной детали из строя (приведения детали в негодное к использованию состояние) часто достаточно и чрезмерно большого изменения размеров детали. При этом деталь может и не разрушиться, а лишь только деформироваться. Эти показатели практически никогда не подразумеваются под термином «предел прочности».

Прочностные особенности некоторых материалов[править | править код]

Значения предельных напряжений (пределов прочности) на растяжение и на сжатие у многих материалов обычно различаются.

У композитов предел прочности на растяжение обычно больше предела прочности на сжатие. Для керамики (и других хрупких материалов) — наоборот, характерно многократное превышение пределом прочности на сжатие предела прочности на растяжение. Для металлов, металлических сплавов, многих пластиков, как правило, характерно равенство предела прочности на сжатие и предела прочности на растяжение. В большей степени это связано не с физикой материалов, а с особенностями нагружения, схемами напряженного состояния при испытаниях и с возможностью пластической деформации перед разрушением.

Прочность твёрдых тел обусловлена в конечном счёте силами взаимодействия между атомами, составляющими тело. При увеличении расстояния между атомами они начинают притягиваться, причем на критическом расстоянии сила притяжения по абсолютной величине максимальна. Напряжение, отвечающее этой силе, называется теоретической прочностью на растяжение и составляет σтеор ≈ 0,1E, где E — модуль Юнга . Однако на практике наблюдается разрушение материалов значительно раньше, это объясняется неоднородностями структуры тела, из-за которых нагрузка распределяется неравномерно.

Некоторые значения прочности на растяжение sigma _{0} в МПа (1 кгс/мм² = 100 кгс/см² ≈ 10 МН/м² = 10 МПа) (1 МПа = 1 Н/мм² ≈ 10 кгс/см²)[1]:

Материалы sigma _{0}, МПа sigma _{0}/E
Бор 5700 0,083
Графит (нитевидный кристалл) 2401 0,024
Сталь 60С2А рессорно-пружинная 1570 (после термообработки) 0,0074
Сапфир (нитевидный кристалл) 1500 0,028
Железо (нитевидный кристалл) 1300 0,044
Тянутая проволока из высокоуглеродистой стали 420 0,02
Тянутая проволока из вольфрама 380 0,009
Стекловолокно 360? 0,035
Сталь Ст0 обыкновенного качества 300 0,0017
Нейлон 50 0,0025

См. также[править | править код]

  • Теоретический предел прочности

Примечания[править | править код]

  1. Диапазон пределов прочности для стали составляет 500—3000 МПа (Б. Н. Арзамасов, В. А. Брострем, Н. А. Буше и др. Конструкционные материалы. Справочник. — М.: Машиностроение, 1990. — 688 с.).

Прочность и относительное удлинение при растяжении

Сталь
обладает свойствами упругоиластичных
тел, для которых характерно наличие как
упругих (обратимых), так и
пластических
(необратимых) деформаций при испытании
на растяжение.

Стали
различных марок проявляют упругие и
пластичные свойства в разной степени
Так, малоуглеродистые стали Ст0 . Ст3
обладают заметной пластичностью и
большим удлинением при разрыве, в то же
время высокоуглеродистые и легированные
стали малопластичны и имеют небольшие
удлинения при разрыве.

На
диаграмме деформация – напряжение при
испытании сталей на растяжение, вначале
деформации пропорциональны напряжению.
Максимальное
напряжение, при котором сохраняется
эта зависимость, называется пределом
упругости
σу.
По достижении определенного напряжения,
называемого пределом
текучести
σт,
материал начинает интенсивно
деформироваться (течь) без заметного
увеличения напряжений.
Эти
деформации — пластические. По достижении
определенною значения деформации
процесс течения материала прекращается
— материал как бы вновь приобретает
прочность. Напряжения в материале растут
вплоть до значения σв
при котором материал разрушается.
Значение σв,
являющееся пределом прочности, у металлов
называют временным
сопротивлением разрыву.
Деформации,
соответствующие временному сопротивлению
разрыву, называются относительным
удлинением при разрыве.

При
испытании стали на растяжение определяют
предел текучести σт,
временное сопротивление разрыву σв
и
относительное удлинение при разрыве
ε. Испытания образцов стальной арматуры
проводят на разрывных и универсальных
испытательных машинах разных систем,
которые должны обеспечивать точное
центрирование оси образца относительно
направления нагрузки; плавное возрастание
нагрузки без толчков и пульсации,
возможность приостановки нагружения
с точностью до одного деления шкалы
нагрузки и сохранения показания нагрузки
в течение 30 с; возможность измерения
деформаций образца.

Подготовка
образцов.

Для испытаний на растяжение применяют
образцы арматурной стали круглые,
гладкие или периодического профиля с
необработанной поверхностью диаметром
от 3 до 90 мм. Общую длину образцов арматуры
назначают с учетом рабочей длины, которая
должна составлять не менее 200 мм для
образцов диаметром до 20 мм и не менее
10d
(где
d
диаметр
образца) для образцов диаметром свыше
20 мм. Начальную площадь поперечного
сечения S0
(мм2)
необработанных образцов арматуры
определяют в зависимости от их массы т
(г)
и длины l
(мм) по формуле:


S0
=
m/(ρI),

где
ρ
— плотность стали, равная 7,85- 10-1
г/мм3.

Если
образцы диаметром от 3 до 40 мм обточены
или они круглые и гладкие, то площадь
поперечного сечения арматуры определяют
по фактическому диаметру образца Для
этого диаметр измеряют в трех местах
по длине образца* в середине и по концам
рабочей части, в каждом месте в двух
взаимно перпендикулярных направлениях.
Площадь поперечного сечения S0
находят по среднему значению диаметра.
Фактические диаметры образцов арматурной
стали определяют с погрешностью не
более 0,1 мм; начальную и конечную рабочие
длины образцов — с погрешностью не
более 0,5 мм.

Массу
образцов арматурной стали периодического
профиля для расчета диаметра вычисляют
с различной степенью точности в
зависимости от диаметра для стали
диаметром до 10 мм — с погрешностью не
более 1 г; диаметром от 10 до 20 мм — не
более 2 г; диаметром более 20 мм — не более
10 г.

Образцы
арматурной стали, имеющие искривления,
трещины расслоения, вмятины, а также
другие поверхностные дефекты, не
испытывают, они подлежат замене. Испытания
арматурной стали считают недействительными
при разрыве образца в захватах
испытательной машины или по разметочным
кернам (рискам) на рабочей длине образца
В таком случае испытания повторяют на
вновь подготовленных образцах из той
же партии.

Определение
предела текучести (физического)
.
Наименьшее напряжение, при котором
образец деформируется без видимого
увеличения нагрузки, называют пределом
текучести. Этот показатель определяют
для арматуры из низкоуглеродистых
сталей.

При
испытании образец арматурной стали
закрепляют в зажимах машины и после ее
включения следят за показаниями стрелки
силоизмерителя. По достижении металлом
предела текучести (деформация происходит
без увеличения нагрузки) стрелка
силоизмерителя останавливается, а затем
вновь начинает перемешаться. В момент
остановки стрелки нагрузку фиксируют,
принимая ее за нагрузку, соответствующую
пределу текучести (физическому) σт
(МПа), который вычисляют с погрешностью
не более 5 МПа по формуле:

σт=
Fт
/So

где
Fт
— нагрузка, соответствующая началу
текучести. H;

So
— начальная площадь поперечного сечения
образца в рабочей части, мм2.

Определение
временного сопротивления.
Временное
сопротивление характеризует напряжение,
соответствующее наибольшей нагрузке
Fmax,
которая
предшествует разрушению образца.

При
испытании для определения временного
сопротивления σв
образец растягивают под действием
плавно возрастающей нагрузки до
разрушения, при этом по силоизмерителю
фиксируют максимальную нагрузку Fmах
предшествующую
разрушению. Временное сопротивление
определяют с погрешностью не более 5МПа
по формуле

σт=
Fmax
/So

Определение
относительного удлинения после разрыва.
Отношение
приращения расчетной длины образца к
ее первоначальной длине называют
относительным удлинением.

Относительное
удлинение после разрыва определяют на
начальной расчетной длине образца l0,
в пределах которой произошел разрыв
Начальную расчетную длину образца l0
принимают равной: для арматурной стали
диаметром до 10 мм — 100 мм, для стали
большего диаметра — равной пяти
диаметрам. При испытании горячекатаной
арматурной стали классов А-I
и А-III
диаметром 6…9 мм начальную расчетную
длину принимают также равной пяти
диаметрам.

Для
определения приращения при разрыве
образцы (рис. 1, а)
перед
испытанием размечают на длину несколько
большую, чем их рабочая длина. Разметка
производится на п
равных
частей с помощью рисок, наносимых керном,
делительной машиной или иным способом.
Расстояние между рисками принимают для
стержней диаметром 10 мм и более не больше
их диаметра, для стержней диаметром
менее 10 мм — не более 5 мм.

Число
интервалов, соответствующее начальной
расчетной длине образца l0,
обозначают п.
Если
число интервалов получается дробным,
n
округляют
до целого числа в большую сторону.

Рис.1.
Образцы арматурной стали при определении
относительного
удлинения
после разрыва

а
при
месте разрыва близком к середине образца
(больше чем n/2
от
захватов машины).

б

при
месте
разрыва на
расстоянии,
меньшем, чем n/2
от
захвата машины

После
разрыва образца полученные половинки
тщательно складывают вместе так, чтобы
их оси образовали одну прямую линию
Если между сложенными концами половинок
имеется зазор, получившийся в результате
выкрашивания металла при испытании или
других причин, то зазор включают в длину
расчетной (конечной) части образца после
разрыва. От места разрыва в одну сторону
откладывают n/2
интервалов
и ставят метку а.
Дробную
величину n/2
округляют
до целого числа в большую сторону.
Участок от места разрыва до первой риски
принимают для расчета за полный интервал
От метки а
откладывают
в сторону разрыва п
интервалов
и славят вторую метку b.
Длина
отрезка аb
будет
составлять конечную расчетную длину
стержня lк.

В
том случае, если место разрыва будет
ближе, чем величина n/2
к
краю захвата машины, то конечную расчетную
длину образца lк,
полученную после разрыва, определяют
следующим образом (рис 17 1,б) Устанавливают
число интервалов от места разрыва до
крайней риски q
и
обозначают его т/2.
Затем
от точки q
к месту разрыва откладывают метку с.
После этого от метки с
откладывают
(n/2
т/2)
интервалов
и ставят метку с.
Конечную
расчетную длину образца lк
в этом случае вычисляют по формуле

lк=
с
q+2
се

где
сq
и
се

длины участков образна соответственно
между метками с
и
q
и
с
и
е.

Если
разрыв происходит на расстоянии от
захвата меньшем, чем длина двух интервалов,
расчетную длину нельзя точно определить,
для этого необходимо провести повторное
испытание.

Определив
конечную длину lк,
находят относительное удлинение ε
(%).

ε=[(
lк

l0)/l0]100,

где
l0
и lк

соответственно начальная и конечная
расчетная длина образца,мм

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Предел прочности и временное сопротивление разрыву

Понятия предел прочности и временное сопротивление разрыву не являются тождественными. Предел прочности относится к случаю, когда образец разрушается без образования шейки, что характерно для хрупких материалов. Временное сопротивление разрыву относится к пластичным материалам. Временное сопротивление разрыву часто обозначают изображение предел прочности и временное сопротивление разрыву сопромат. В дальнейшем не будут разграничиваться эти понятия и будут приняты для них общее, указанное ранее, обозначение изображение предел прочности и временное сопротивление разрыву сопромат.

Добавить комментарий