Alumínium rugalmassági modulusa kg cm2. Különféle anyagok rugalmassági modulja, beleértve az acélt is

2,06 10 5 (2,1 10 6)

0,83 10 5 (0,85 10 6)

0,98 10 5 (1,0 10 6)

1,96 10 5 (2,0 10 6)

1,67 10 5 (1,7 10 6)

1,47 10 5 (1,5 10 6)

1,27 10 5 (1,3 10 6)

0,78 10 5 (0,81 10 6)

Jegyzet. A rugalmassági modulus értékek a kötél egészére érvényes szakítóerő legalább 60%-ának megfelelő erővel előfeszített kötelekre vonatkoznak.

A vezetékek és vezetékek fizikai jellemzői

Rugalmassági modulus- több fizikai mennyiség általános elnevezése, amelyek egy szilárd test (anyag, anyag) rugalmas (vagyis nem tartós) deformálódási képességét jellemzik, ha erő hat rá. A rugalmas alakváltozás tartományában a test rugalmassági modulusa általában a feszültségtől függ, és a feszültség deformációtól való függésének deriváltja (gradiense), vagyis a test kezdeti lineáris szakaszának meredekségének érintője határozza meg. feszültség-nyúlás diagram:

E = def d σ d ε <=>> >

A legáltalánosabb esetben a feszültség és az igénybevétel közötti kapcsolat lineáris (Hooke törvénye):

E = σ ε >> .

Ha a feszültséget pascalban mérjük, akkor mivel a deformáció dimenzió nélküli mennyiség, E egysége is pascal lesz. Egy másik definíció szerint a rugalmassági modulus az a feszültség, amely elegendő ahhoz, hogy a próbatest megkétszereződjön. Ez a meghatározás a legtöbb anyag esetében nem pontos, mert ez az érték sokkal nagyobb, mint az anyag folyáshatára vagy az az érték, amelynél a nyúlás nemlineárissá válik, de lehet, hogy ez intuitívabb.

A feszültségek és alakváltozások megváltoztatásának sokféle módja, beleértve a különböző erőirányokat, sokféle rugalmassági modul meghatározását teszi lehetővé. Itt három fő modul található:

A lineárisan rugalmas tulajdonságokkal rendelkező homogén és izotróp anyagokat (szilárd) két rugalmassági modulus írja le teljesen, amelyek tetszőleges modulusok párjai. Ha megadunk egy rugalmassági moduluspárt, az összes többi modult az alábbi táblázatban bemutatott képletekkel kaphatjuk meg.

Inviscid áramlásokban nincs nyírófeszültség, ezért a nyírási modulus mindig nulla. Ez azt is jelenti, hogy a Young-modulus egyenlő nullával.

vagy második Lame paraméter

Rugalmas modulok(E) egyes anyagok esetében.

Számításkor épületszerkezetek ismernie kell egy adott anyag számított ellenállását és rugalmassági modulusát. Itt vannak adatok a főbb építőanyagokról.

Asztal 1. Rugalmas modulok alapvető építőanyagokhoz

A mérnöki tervezés fő feladata az optimális profilszelvény és szerkezeti anyag kiválasztása. Pontosan meg kell találni azt a méretet, amely biztosítja, hogy a rendszer alakja terhelés hatására a lehető legkisebb tömeggel megmaradjon. Például milyen acélt kell használni feszítőgerendaként egy szerkezethez? Az anyag irracionálisan felhasználható, a telepítés bonyolultabbá válik, a szerkezet nehezebbé válik, és a pénzügyi költségek növekednek. Erre a kérdésre egy olyan fogalom ad választ, mint az acél rugalmassági modulusa. Megengedi neked korai fázis elkerülni ezeket a problémákat. Általános fogalmak A rugalmassági modulus (Young modulus) az anyag mechanikai tulajdonságainak mutatója, amely jellemzi annak húzó alakváltozással szembeni ellenállását. Más szóval, ez az anyag rugalmasságának értéke. Minél magasabbak a rugalmassági modulusértékek, annál kevésbé nyúlik meg bármely rúd más azonos terhelések hatására (metszeti terület, terhelés nagysága stb.). A Young-modulust a rugalmasságelméletben E betűvel jelöljük. Ez a Hooke-törvény (a rugalmas testek deformációjáról) összetevője. Ez az érték a mintában fellépő feszültségre és annak deformációjára vonatkozik. Ezt az értéket a szabvány szerint mérik nemzetközi rendszer egységek MPa-ban (megapascal). A gyakorlatban azonban a mérnökök hajlamosabbak a kgf/cm2 méret használatára. Ezt a mutatót empirikusan határozzák meg tudományos laboratóriumok. Ennek a módszernek a lényege a súlyzó alakú anyagminták tépése speciális berendezéssel. Miután megállapította, hogy mekkora nyúlásnál és feszültségnél a minta meghibásodott, osszuk fel egymásra a változó adatokat. A kapott érték a (Young-féle) rugalmassági modulus. Ily módon csak az anyagok Young-féle rugalmassági modulusát határozzák meg: réz, acél stb. A törékeny anyagokat pedig addig préselik, amíg repedések jelennek meg: beton, öntöttvas és hasonlók. Mechanikai tulajdonságok A (Young-féle) rugalmassági modulus csak feszítésben vagy összenyomódásban segít megjósolni egy adott anyag viselkedését. De hajlításhoz, nyíráshoz, zúzáshoz és egyéb terhelésekhez további paramétereket kell megadnia: A fentiek mellett érdemes megemlíteni, hogy egyes anyagok a terhelés irányától függően eltérőek mechanikai tulajdonságok. Az ilyen anyagokat anizotrópnak nevezik. Ilyenek például a szövetek, egyes kőfajták, laminált műanyagok, fa stb. Az izotróp anyagok azonos mechanikai tulajdonságokkal és rugalmas alakváltozással rendelkeznek bármely irányban. Ilyen anyagok a fémek: alumínium, réz, öntöttvas, acél stb., valamint gumi, beton, természetes kövek, nem laminált műanyagok. Érdemes megjegyezni, hogy ez az érték nem állandó. Akár egyetlen anyag esetében is lehet eltérő jelentése attól függően, hogy hol alkalmazták az erőt. Egyes műanyag-elasztikus anyagok csaknem állandó rugalmassági modulussal rendelkeznek mind húzó-, mind nyomómunkában: acél, alumínium, réz. És vannak olyan helyzetek is, amikor ezt az értéket a profil alakja méri. Néhány érték (az érték millió kgf/cm2-ben van megadva): Alumínium - 0,7. Fa a szálon át - 0,005. Fa a szál mentén - 0,1. Beton - 0,02. Kő gránit falazat - 0,09. Kő téglafalazat - 0,03. Bronz - 1,00. Sárgaréz - 1,01. Szürke öntöttvas - 1,16. Fehér öntöttvas - 1,15. Az acélok rugalmassági modulusainak különbsége minőségüktől függően: Ez az érték a bérlet típusától függően is változik: Kábel fém maggal - 1,95. Fonott kötél - 1,9. Nagy szilárdságú huzal - 2.1. Amint látható, a rugalmas alakváltozási modulusok értékeinek eltérései jelentéktelenné váltak. Ez az oka annak, hogy a legtöbb mérnök számítása során figyelmen kívül hagyja a hibákat, és 2,00 értéket vesz fel. Anyag Rugalmassági modulus E, MPa Öntöttvas fehér, szürke (1,15...1,60) . 10 5 » képlékeny 1,55 . 10 5 Szénacél (2,0...2,1) . 10 5 »ötvözött (2,1...2,2) . 10 5 Hengerelt réz 1,1 . 10 5 » hidegen húzott 1,3 . 10 3 » szereposztás 0,84 . 10 5 Hengerelt foszforbronz 1,15 . 10 5 Hengerelt mangán bronz 1,1 . 10 5 Öntött alumínium bronz 1,05 . 10 5 Hidegen húzott sárgaréz (0,91...0,99) . 10 5 Hengerelt hajó sárgaréz 1,0 . 10 5 Hengerelt alumínium 0,69 . 10 5 Alumínium huzal húzva 0,7 . 10 5 Hengerelt duralumínium 0,71 . 10 5 Hengerelt cink 0,84 . 10 5 Vezet 0,17 . 10 5 Jég 0,1 . 10 5 Üveg 0,56 . 10 5 Gránit 0,49 . 10 5 Mész 0,42 . 10 5 Üveggolyó 0,56 . 10 5 Homokkő 0,18 . 10 5 Kőművesség gránit (0,09...0,1) . 10 5 » téglából készült (0,027...0,030) . 10 5 Beton (lásd a 2. táblázatot) Fa az erezet mentén (0,1...0,12) . 10 5 » át a gabonán (0,005...0,01) . 10 5 Radír 0,00008 . 10 5 Textolit (0,06...0,1) . 10 5 Getinax (0,1...0,17) . 10 5 Bakelit (2...3) . 10 3 Celluloid (14,3...27,5) . 10 2 jegyzet: 1. A kgf/cm 2 -ben kifejezett rugalmassági modulus meghatározásához a táblázat értéket megszorozzuk 10-zel (pontosabban 10,1937-tel) 2. Rugalmassági modulusok értékei E fémek, fa, falazat esetében a vonatkozó SNiP-k szerint kell meghatározni. Standard adatok vasbeton szerkezetek számításaihoz: 2. táblázat. A beton kezdeti rugalmassági modulusai (SP 52-101-2003 szerint) 2.1. táblázat. A beton kezdeti rugalmassági modulusai az SNiP 2.03.01-84* szerint (1996) Megjegyzések: 1. A vonal felett az értékek MPa-ban, a vonal alatt - kgf/cm2-ben vannak feltüntetve. 2. Könnyű, cellás és porózus beton esetén a betonsűrűség közbenső értékeinél a kezdeti rugalmassági modulusokat lineáris interpolációval veszik. 3. Nem autoklávozott cellás beton értékekhez Eb elfogadott, mint az autoklávozott betonnál, 0,8-as szorzóval. 4. Betonértékek előfeszítésére E búgy vesszük, mint a nehézbetonnál, ahol a koefficiens a = 0,56 + 0,006 V. 5. A zárójelben megadott betonminőségek nem felelnek meg pontosan a megadott betonosztályoknak. 3. táblázat. A betonellenállás szabványos értékei (SP 52-101-2003 szerint) 4. táblázat. A beton ellenállásának számított értékei (SP 52-101-2003 szerint) 4.1. táblázat. A beton nyomószilárdságának számított értékei az SNiP 2.03.01-84* (1996) szerint 5. táblázat. A beton szakítószilárdságának számított értékei (SP 52-101-2003 szerint) 6. táblázat. Szabványos ellenállások a szerelvényekhez (SP 52-101-2003 szerint) 6.1. táblázat Az A osztályú szerelvények szabványos ellenállásai az SNiP 2.03.01-84* szerint (1996) 6.2. táblázat. Szabványos ellenállások a B és K osztályú szerelvényekhez az SNiP 2.03.01-84* szerint (1996) 7. táblázat. Tervezési ellenállások megerősítéshez (SP 52-101-2003 szerint) 7.1. táblázat. Tervezési ellenállások A osztályú szerelvényekhez az SNiP 2.03.01-84* (1996) szerint 7.2. táblázat. Tervezési ellenállások B és K osztályú szerelvényekhez az SNiP 2.03.01-84* szerint (1996) Szabványos adatok a fémszerkezetek számításaihoz: 8. táblázat. Szabványos és tervezési ellenállások húzásban, nyomásban és hajlításban (SNiP II-23-81 (1990) szerint) lemez, szélessávú univerzális és formázott hengerelt termékek a GOST 27772-88 szerint épületek és építmények acélszerkezeteihez Megjegyzések: 1. A formázott acél vastagságát a karima vastagságának kell tekinteni (minimum vastagsága 4 mm). 2. A folyáshatár és a szakítószilárdság standard értékeit a GOST 27772-88 szerint standard ellenállásnak tekintjük. 3. A számított ellenállások értékeit úgy kapjuk meg, hogy a standard ellenállásokat elosztjuk az anyag megbízhatósági tényezőivel, kerekítve 5 MPa-ra (50 kgf/cm2). 9. táblázat. Acélminőségek helyett acélok a GOST 27772-88 szerint (SNiP II-23-81 (1990) szerint) Megjegyzések: 1. A GOST 27772-88 szerinti 1., 2., 3., 4. kategóriájú S345 és S375 acélok felváltják a 6., 7. és 9., 12., 13. és 15. kategóriájú acélokat a GOST 19281-73* és GOST 19282-73* szerint. , ill. 2. A GOST 27772-88 szerinti S345K, S390, S390K, S440, S590, S590K acélok helyettesítik a GOST 19281-73* és GOST 19282-73* szerinti 1-15 kategóriájú acélok megfelelő acélminőségeit, a jelen táblázatban feltüntetett módon. 3. A GOST 27772-88 szerinti acélok cseréje más állami uniós szabványok szerint szállított acélokkal és Műszaki adatok, nem biztosított. A profillemezek gyártásához használt acél tervezési ellenállásait külön adjuk meg. Lista felhasznált irodalom: 1. SNiP 2.03.01-84 "Beton és vasbeton szerkezetek" 2. SP 52-101-2003 3. SNiP II-23-81 (1990) "Acélszerkezetek" 4. Aleksandrov A.V. Az anyagok szilárdsága. Moszkva: Felsőiskola. - 2003. 5. Fesik S.P. Az anyagok szilárdságának kézikönyve. Kijev: Budivelnik. - 1982. A mérnöki tervezés fő feladata az optimális profilszelvény és szerkezeti anyag kiválasztása. Pontosan meg kell találni azt a méretet, amely biztosítja, hogy a rendszer alakja terhelés hatására a lehető legkisebb tömeggel megmaradjon. Például milyen acélt kell használni feszítőgerendaként egy szerkezethez? Az anyag irracionálisan felhasználható, a telepítés bonyolultabbá válik, a szerkezet nehezebbé válik, és a pénzügyi költségek növekednek. Erre a kérdésre egy olyan fogalom ad választ, mint az acél rugalmassági modulusa. Azt is lehetővé teszi, hogy elkerülje ezeket a problémákat nagyon korai szakaszban. Általános fogalmak A rugalmassági modulus (Young modulus) az anyag mechanikai tulajdonságainak mutatója, amely jellemzi annak húzó alakváltozással szembeni ellenállását. Más szóval, ez az anyag rugalmasságának értéke. Minél magasabbak a rugalmassági modulusértékek, annál kevésbé nyúlik meg bármely rúd más azonos terhelések hatására (metszeti terület, terhelés nagysága stb.). A Young-modulust a rugalmasságelméletben E betűvel jelöljük. Ez a Hooke-törvény (a rugalmas testek deformációjáról) összetevője. Ez az érték a mintában fellépő feszültségre és annak deformációjára vonatkozik. Ezt az értéket a szabványos nemzetközi mértékegységrendszer szerint mérik MPa-ban (Megapascal).. A gyakorlatban azonban a mérnökök hajlamosabbak a kgf/cm2 méret használatára. Ezt a mutatót empirikusan határozzák meg tudományos laboratóriumokban. Ennek a módszernek a lényege a súlyzó alakú anyagminták tépése speciális berendezéssel. Miután megállapította, hogy mekkora nyúlásnál és feszültségnél a minta meghibásodott, osszuk fel egymásra a változó adatokat. A kapott érték a (Young-féle) rugalmassági modulus. Ily módon csak az anyagok Young-féle rugalmassági modulusát határozzák meg: réz, acél stb. A törékeny anyagokat pedig addig préselik, amíg repedések jelennek meg: beton, öntöttvas és hasonlók. Mechanikai tulajdonságok A (Young-féle) rugalmassági modulus csak feszítésben vagy összenyomódásban segít megjósolni egy adott anyag viselkedését. De hajlításhoz, nyíráshoz, zúzáshoz és egyéb terhelésekhez további paramétereket kell megadnia: A fentiek mellett érdemes megemlíteni, hogy egyes anyagok a terhelés irányától függően eltérő mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Az ilyen anyagokat anizotrópnak nevezik. Ilyenek például a szövetek, egyes kőfajták, laminált műanyagok, fa stb. Az izotróp anyagok azonos mechanikai tulajdonságokkal és rugalmas alakváltozással rendelkeznek bármely irányban. Ilyen anyagok a fémek: alumínium, réz, öntöttvas, acél stb., valamint gumi, beton, természetes kövek, nem laminált műanyagok. Rugalmassági modulus Érdemes megjegyezni, hogy ez az érték nem állandó. Még ugyanannak az anyagnak is eltérő értékei lehetnek attól függően, hogy hol alkalmazták az erőt. Egyes műanyag-elasztikus anyagok csaknem állandó rugalmassági modulussal rendelkeznek mind húzó-, mind nyomómunkában: acél, alumínium, réz. És vannak olyan helyzetek is, amikor ezt az értéket a profil alakja méri. Néhány érték (az érték millió kgf/cm2-ben van megadva): Alumínium - 0,7. Fa a szálon át - 0,005. Fa a szál mentén - 0,1. Beton - 0,02. Kő gránit falazat - 0,09. Kőtéglafal - 0,03. Bronz - 1,00. Sárgaréz - 1,01. Szürke öntöttvas - 1,16. Fehér öntöttvas - 1,15. Az acélok rugalmassági modulusainak különbsége minőségüktől függően: Ez az érték a bérlet típusától függően is változik: Kábel fém maggal - 1,95. Fonott kötél - 1,9. Nagy szilárdságú huzal - 2.1. Amint látható, a rugalmas alakváltozási modulusok értékeinek eltérései jelentéktelenné váltak. Ez az oka annak, hogy a legtöbb mérnök számítása során figyelmen kívül hagyja a hibákat, és 2,00 értéket vesz fel. Acélszerkezetek anyagainak fizikai jellemzői

Anyag	Rugalmassági modulus E, MPa
Öntöttvas fehér, szürke	(1,15...1,60) 10 5
Temperöntvény	1,55 10 5
Szénacél	(2,0...2,1) 10 5
Ötvözött acél	(2,1...2,2) 10 5
Hengerelt réz	1,1 10 5
Hidegen húzott réz	1,3 10 3
Öntött réz	0,84 10 5
Hengerelt foszforbronz	1,15 10 5
Hengerelt mangán bronz	1,1 10 5
Öntött alumínium bronz	1,05 10 5
Hidegen húzott sárgaréz	(0,91...0,99) 10 5
Hengerelt hajó sárgaréz	1,0 10 5
Hengerelt alumínium	0,69 10 5
Alumínium huzal húzva	0,7 10 5
Hengerelt duralumínium	0,71 10 5
Hengerelt cink	0,84 10 5
Vezet	0,17 10 5
Jég	0,1 10 5
Üveg	0,56 10 5
Gránit	0,49 10 5
Mész	0,42 10 5
Üveggolyó	0,56 10 5
Homokkő	0,18 10 5
Gránit falazat	(0,09...0,1) 10 5
Tégla falazat	(0,027...0,030) 10 5
Beton (lásd 2. táblázat)
Fa az erezet mentén	(0,1...0,12) 10 5
Fa a szálon át	(0,005...0,01) 10 5
Radír	0,00008 10 5
Textolit	(0,06...0,1) 10 5
Getinax	(0,1...0,17) 10 5
Bakelit	(2...3) 10 3
Celluloid	(14,3...27,5) 10 2

Szabványos adatok vasbeton szerkezetek számításaihoz

2. táblázat. Beton rugalmassági modulusa (SP 52-101-2003 szerint)

2.1. táblázat A beton rugalmassági moduljai az SNiP 2.03.01-84* (1996) szerint

Megjegyzések:
1. A vonal felett az értékek MPa-ban, a vonal alatt - kgf/cm²-ben vannak feltüntetve.
2. Könnyű, cellás és porózus beton esetén a betonsűrűség közbenső értékeinél a kezdeti rugalmassági modulusokat lineáris interpolációval veszik.
3. Nem autoklávozott cellás beton esetén az E b értékeit az autoklávozott betonéhoz vesszük, 0,8-as tényezővel megszorozva.
4. Előfeszített beton esetén az E b értékeit a nehézbetonhoz hasonlóan kell figyelembe venni, megszorozva az együtthatóval
a= 0,56 + 0,006 V.

3. táblázat. A betonellenállás szabványos értékei (SP 52-101-2003 szerint)

4. táblázat. A beton nyomószilárdságának számított értékei (SP 52-101-2003 szerint)

4.1. táblázat A beton nyomószilárdságának számított értékei az SNiP 2.03.01-84* (1996) szerint

5. táblázat. A beton szakítószilárdságának számított értékei (SP 52-101-2003 szerint)

6. táblázat. Szabványos ellenállások a szerelvényekhez (SP 52-101-2003 szerint)

6.1. táblázat Az A osztályú szerelvények szabványos ellenállásai az SNiP 2.03.01-84* szerint (1996)

6.2. táblázat Szabványos ellenállások a B és K osztályú szerelvényekhez az SNiP 2.03.01-84* szerint (1996)

7. táblázat. Tervezési ellenállások megerősítéshez (SP 52-101-2003 szerint)

7.1. táblázat Tervezési ellenállások A osztályú szerelvényekhez az SNiP 2.03.01-84* (1996) szerint

7.2. táblázat Tervezési ellenállások B és K osztályú szerelvényekhez az SNiP 2.03.01-84* szerint (1996)

Szabványos adatok fémszerkezetek számításaihoz

8. táblázat. A GOST 27772-88 szabvány szerinti lemez, szélessávú univerzális és formázott hengerelt termékek húzó-, nyomó- és hajlítási (SNiP II-23-81 (1990) szerint) szabványos és tervezési ellenállása épületek és építmények acélszerkezeteihez

Megjegyzések:
1. A formázott acél vastagságát a karima vastagságának kell tekinteni (minimum vastagsága 4 mm).
2. A folyáshatár és a szakítószilárdság standard értékeit a GOST 27772-88 szerint standard ellenállásnak tekintjük.
3. A számított ellenállások értékeit úgy kapjuk meg, hogy a standard ellenállásokat elosztjuk az anyag megbízhatósági együtthatóival, kerekítve 5 MPa-ra (50 kgf/cm²).

9. táblázat. Acélminőségek helyettesítve acélokkal a GOST 27772-88 szerint (SNiP II-23-81 (1990) szerint)

Megjegyzések:
1. A GOST 27772-88 szerinti 1., 2., 3., 4. kategóriájú S345 és S375 acélok felváltják a 6., 7. és 9., 12., 13. és 15. kategóriájú acélokat a GOST 19281-73* és GOST 19282-73* szerint, illetőleg.
2. A GOST 27772-88 szerinti S345K, S390, S390K, S440, S590, S590K acélok helyettesítik a GOST 19281-73* és GOST 19282-73* szerinti 1-15 kategóriájú acélok megfelelő acélminőségeit, a jelen táblázatban feltüntetett módon.
3. A GOST 27772-88 szerinti acélok cseréje más állami uniós szabványoknak és műszaki feltételeknek megfelelően szállított acélokkal nem biztosított.

A profillemezek gyártásához használt acél tervezési ellenállásait itt nem tüntettük fel.

Young-féle rugalmassági és nyírási modulus, Poisson-hányados értékek (táblázat). Táblázat anyagok rugalmassági modulusa táblázat

Rugalmassági modulus acélhoz és más anyagokhoz

Mielőtt bármilyen anyagot használna az építőiparban, meg kell ismerkednie vele fizikai jellemzők annak érdekében, hogy megtudjuk, hogyan kell kezelni, milyen mechanikai behatások elfogadhatók, és így tovább. Az egyik fontos jellemző, amelyre gyakran figyelnek, a rugalmassági modulus.

Az alábbiakban megvizsgáljuk magát a koncepciót, valamint ezt az értéket az egyik legnépszerűbb építőipari és javítási munkálatok anyaga - acél. A példa kedvéért ezeket a mutatókat más anyagokra is figyelembe kell venni.

Rugalmassági modulus – mi ez?

Az anyag rugalmassági modulusa olyan fizikai mennyiségek összessége, amelyek a szilárd test rugalmas deformálódási képességét jellemzik az erőhatás körülményei között. Ezt az E betű fejezi ki. Tehát a cikkben továbbmenő összes táblázatban megemlítjük.

Lehetetlen azt állítani, hogy a rugalmasság értékét csak egyféleképpen határozhatjuk meg. Ennek a mennyiségnek a tanulmányozásának különböző megközelítései ahhoz a tényhez vezettek, hogy egyszerre több különböző megközelítés létezik. Az alábbiakban három fő módszer található ennek a jellemzőnek a mutatóinak kiszámítására különböző anyagok:

• A Young-modulus (E) az anyag ellenállását írja le a rugalmas alakváltozás során fellépő bármilyen feszültséggel vagy nyomással szemben. Young változatát a feszültség és a nyomó alakváltozás aránya határozza meg. Általában egyszerűen rugalmassági modulusnak nevezik.
• Nyírási modulus (G), más néven merevségi modulus. Ez a módszer felfedi az anyag azon képességét, hogy ellenáll bármilyen alakváltozásnak, de megtartja normáját. A nyírási modulust a nyírófeszültség és a nyíró alakváltozás arányaként fejezzük ki, amely a nyírófeszültségnek kitett meglévő síkok közötti derékszög változása. A nyírási modulus egyébként egy olyan jelenség egyik összetevője, mint a viszkozitás.
• Tömeges modulus (K), más néven ömlesztett modulus. Ez az opció egy tetszőleges anyagból készült tárgy azon képességét jelöli, hogy változtassa a térfogatát, ha átfogó normál feszültségnek van kitéve, amely minden irányban azonos. Ezt az opciót a térfogati feszültség nagyságának a relatív térfogati összenyomás mértékéhez viszonyított arányával fejezzük ki.
• Vannak más rugalmassági mutatók is, amelyeket más mennyiségben mérnek és más arányokkal fejeznek ki. További nagyon ismert és népszerű rugalmassági mutatók a Lamé paraméterek vagy a Poisson-hányados.

Anyagrugalmassági mutatók táblázata

Mielőtt közvetlenül rátérnénk az acél ezen jellemzőjére, először példaként és kiegészítő információként tekintsünk egy táblázatot, amely más anyagokkal összefüggésben tartalmazza az erre az értékre vonatkozó adatokat. Az adatok MPa-ban vannak mérve.

Különféle anyagok rugalmassági modulja

Amint a fenti táblázatból látható, ez az érték különböző anyagoknál eltérő, és a mutatók is különböznek, ha figyelembe vesszük ennek a mutatónak a kiszámításának egyik vagy másik lehetőségét. Mindenki szabadon választhatja ki pontosan a számára legmegfelelőbb indikátorok tanulmányozási lehetőséget. Előnyösebb lehet a Young-modulus figyelembe vétele, mivel ezt leggyakrabban kifejezetten egy adott anyag jellemzésére használják ebből a szempontból.

Miután röviden áttekintettük a többi anyag ezen jellemzőjére vonatkozó adatokat, külön térünk át közvetlenül az acél jellemzőire.

Kezdésként térjünk át a száraz számokra, és származtassuk ennek a jellemzőnek a különböző mutatóit különböző típusok acélok és acélszerkezetek:

• Rugalmassági modul (E) öntéshez, melegen hengerelt vasaláshoz St.3 és St.3 acélminőségekből. 5 egyenlő 2,1*106 kg/cm^2.
• Az olyan acélok esetében, mint a 25G2S és 30KhG2S, ez az érték 2*106 kg/cm^2.
• A periodikus huzal és a hidegen húzott körhuzal esetében a rugalmassági érték 1,8 * 106 kg/cm^2. A hidegen lapított vasalás esetében a mutatók hasonlóak.
• A nagy szilárdságú huzalszálak és kötegek esetében az érték 2·10 6 kg/cm^2
• Acél spirálkötelek és fémmagos kötelek esetében az érték 1,5·10 4 kg/cm^2, míg a szerves maggal rendelkező kábeleknél ez az érték nem haladja meg az 1,3·10 6 kg/cm^2-t.
• A hengerelt acél nyírási modulusa (G) 8,4·10 6 kg/cm^2.
• És végül az acél Poisson-aránya 0,3

Ezek az acéltípusokra és acéltermékekre vonatkozó általános adatok. Mindegyik értéket az összes fizikai szabálynak megfelelően számították ki, és figyelembe vettek minden létező kapcsolatot, amelyet ennek a jellemzőnek az értékeinek származtatására használnak.

Alább minden Általános információ az acélnak erről a tulajdonságáról. Az értékeket a Young-modulus és a nyírási modulus is megadja, mind az egyik mértékegységben (MPa), mind a másikban (kg/cm2, newton*m2).

Acél és több különböző minőségű

Az acél rugalmassági értékei változnak, mivel egyszerre több modul van, amelyeket különböző módon számítanak ki és számítanak ki. Észrevehető az a tény, hogy a mutatók elvileg nem térnek el nagymértékben, ami a különböző rugalmassági vizsgálatok javára utal. különféle anyagok. De nem érdemes túlságosan belemenni minden számításba, képletbe és értékbe, hiszen elég egy bizonyos rugalmassági értéket kiválasztani, hogy a jövőben erre koncentrálhassunk.

Egyébként, ha nem adjuk meg az összes értéket számarányban, hanem azonnal vesszük, és teljesen kiszámoljuk, akkor az acél jellemzője a következő lesz: E = 200 000 MPa vagy E = 2 039 000 kg/cm ^2.

Ez az információ segít megérteni a rugalmassági modulus fogalmát, valamint megismerni ennek a jellemzőnek a főbb értékeit az acél, acéltermékek és számos más anyag esetében.

Emlékeztetni kell arra, hogy a rugalmassági modulus-mutatók eltérőek a különböző acélötvözeteknél és a különböző acélszerkezeteknél, amelyek más vegyületeket tartalmaznak. De még ilyen körülmények között is észreveheti, hogy a mutatók nem különböznek sokban. Az acél rugalmassági modulusa gyakorlatilag a szerkezettől függ. és a széntartalomra is. Az acél meleg vagy hideg feldolgozásának módja szintén nem befolyásolhatja ezt a mutatót.

stanok.guru

Asztal. Az E hosszirányú rugalmassági modulus, a G nyírási modulus és a Poisson-arány µ értékei (20oC hőmérsékleten). Anyag Modulok, MPa Poisson-arány Acél (1,86÷2,1)*105 (7,8÷8,3)*104 0,25-0,33 Szürke öntöttvas (0,78÷1,47)*105 4,4*104 0,23-0,27 Szürke módosított öntöttvas (1,2÷1,6)*105 (5÷6,9)*104 - Műszaki réz (1,08÷1,3)*105 4,8*104 - Ón bronz (0,74÷1,22)*105 - 0,32-0,35 Ónmentes bronz (1,02÷1,2)*105 - - Alumínium sárgaréz (0,98÷1,08)*105 (3,6÷3,9)*104 0,32-0,34 Alumíniumötvözetek (0,69÷0,705)*105 2,6*104 0,33 Magnéziumötvözetek (0,4÷0,44)*105 - 0,34 Nikkel műszaki 2,5*105 7,35*104 0,33 Műszaki vezető (0,15÷0,2)*105 0,7*104 0,42 Műszaki cink 0,78*105 3,2*104 0,27 Téglafal (0,24÷0,3)*104 - - Beton (ideiglenes ellenállással) (1-2MPa) (1,48÷2,25)*104 - 0,16-0,18 Hagyományos vasbeton: összenyomott elemek (1,8÷4,2)*104 - - Hagyományos vasbeton: hajlítható elemek (1,07÷2,64)*104 - - Minden fafaj: a szál mentén (8,8÷15,7)*104 (4,4÷6,4)*102 - Valamennyi fafaj: a szálon át (3,9÷9,8)*104 (4,4÷6,4)*102 - 1. osztályú légi rétegelt lemez: a szál mentén 12,7*103 - - 1. osztályú légi rétegelt lemez: keresztben 6,4*103 - - Textolit (PT, PTK, PT-1) (5,9÷9,8)*103 - - Getinax (9,8÷17,1)*103 - - Viniplast lap 3,9*103 - - Üveg (4,9÷5,9)*104 (2,05÷2,25)*103 0,24-0,27 Organikus üveg (2,8÷4,9)*103 - 0,35-0,38 Bakelit töltőanyag nélkül (1,96÷5,9)*103 (6,86÷20,5)*102 0,35-0,38 Celluloid (1,47÷2,45)*103 (6,86÷9,8)*102 0,4 Radír 0,07*104 2*103 - Üveggyapot 3,4*104 (3,5÷3,9)*103 - Capron (1,37÷1,96)*103 - - Fluoroplast F-4 (4,6÷8,3)*102 - -

tehtab.ru

Young-féle rugalmassági és nyírási modulus, Poisson-hányados értékek (táblázat)

A testek rugalmas tulajdonságai

Az alábbiakban hivatkozási táblázatok találhatók az általánosan használt állandókhoz; ha ezek közül kettő ismert, akkor ez teljesen elegendő egy homogén izotróp szilárd anyag rugalmas tulajdonságainak meghatározásához.

Young-modulus vagy hosszirányú rugalmassági modulus dyn/cm2-ben.

Nyírási modulus vagy torziós modulus G dyn/cm2-ben.

Nyomómodulus vagy ömlesztett modulus K dyn/cm2-ben.

Összenyomhatósági térfogat k=1/K/.

A µ Poisson-arány egyenlő a keresztirányú relatív összenyomás és a hosszirányú relatív feszültség arányával.

Egy homogén izotróp szilárd anyag esetében a következő összefüggések állnak fenn ezen állandók között:

G = E / 2(1 + μ) - (α)

μ = (E / 2G) - 1 - (b)

K = E / 3(1 - 2μ) - (c)

A Poisson-hányados pozitív előjelű, értéke általában 0,25 és 0,5 között van, de bizonyos esetekben túllépheti ezeket a határokat. A megfigyelt µ és a (b) képlet alapján számított értékek közötti egyezés mértéke az anyag izotrópiáját jelzi.

A Young-féle rugalmassági modulus, a nyírási modulus és a Poisson-arány táblázatai

Az (a), (b), (c) összefüggésekből számított értékek dőlt betűvel vannak megadva.

Anyag 18°C-on	Young-modulus E, 1011 dyn/cm2.		Poisson-hányados µ
Alumínium
Acél (1% C) 1)
Constantan 2)
Manganin
1) Körülbelül 1% C-t tartalmazó acél esetében ismert, hogy a rugalmassági állandók a hőkezelés során megváltoznak. 2) 60% Cu, 40% Ni.

Az alábbiakban közölt kísérleti eredmények általános laboratóriumi anyagokra, főleg huzalokra vonatkoznak.

Anyag	Young-modulus E, 1011 dyn/cm2.	Nyírási modulus G, 1011 dyn/cm2.	Poisson-hányados µ	Tömegrugalmassági modulus K, 1011 dyne/cm2.
Bronz (66% Cu)
Nikkel ezüst 1)
Üveg jen koronák
Jénai kovakő üveg
Hegesztő vas
Foszforbronz 2)
Platinoid3)
Kvarcszálak (lebegő)
Puha vulkanizált gumi
1) 60% Cu, 15% Ni, 25% Zn 2) 92,5% Cu, 7% Sn, 0,5% P 3) Nikkelezüst kis mennyiségű volfrámmal.

Anyag	Young-modulus E, 1011 dyn/cm2.	Anyag	Young-modulus E, 1011 dyn/cm2.
Cink (tiszta)
		Vörös fa
		Cirkónium
Ötvözet 90% Pt, 10% Ir
Dúralumínium
Selyemszálak1		Tíkfa
		Műanyagok:
		Hőre lágyuló
		Hőre keményedő
		Volfrám
1) A terhelés növekedésével gyorsan csökken 2) Érzékeli az észrevehető rugalmas kifáradást

Hőmérséklet együttható (150 C-on) Et=E11 (1-ɑ (t-15)), Gt=G11 (1-ɑ (t-15))			Összenyomhatóság k, bar-1 (7-110 C-on)
Alumínium			Alumínium
			Optikai üveg
			német üveg
Nikkel ezüst
Foszfor bronz
Kvarc szálak

infotables.ru

Rugalmassági modulus (Young modulusa) | Hegesztési világ

Rugalmassági modulus

Rugalmassági modulus (Young modulusa) E – jellemzi az anyag ellenállását a húzással/nyomással szemben a rugalmas alakváltozás során, vagy egy tárgy azon tulajdonságát, hogy egy tengely mentén deformálódjon, ha e tengely mentén ható erőhatásnak van kitéve; a feszültség és a nyúlás arányaként definiálható. Young-modulust gyakran egyszerűen rugalmassági modulusnak nevezik.

1 kgf/mm2 = 10-6 kgf/m2 = 9,8 106 N/m2 = 9,8 107 dyne/cm2 = 9,81 106 Pa = 9,81 MPa

Rugalmassági modulus (Young modulusa) Anyag Ekgf/mm2 107 N/m2 MPa

Fémek
Alumínium	6300-7500	6180-7360	61800-73600
Lágyított alumínium	6980	6850	68500
Berillium	30050	29500	295000
Bronz	10600	10400	104000
Alumínium bronz, öntvény	10500	10300	103000
Hengerelt foszforbronz	11520	11300	113000
Vanádium	13500	13250	132500
Vanádium izzított	15080	14800	148000
Bizmut	3200	3140	31400
Bizmut öntött	3250	3190	31900
Volfrám	38100	37400	374000
Volfrám izzított	38800-40800	34200-40000	342000-400000
Hafnium	14150	13900	139000
Dúralumínium	7000	6870	68700
Hengerelt duralumínium	7140	7000	70000
Kovácsoltvas	20000-22000	19620-21580	196200-215800
Öntöttvas	10200-13250	10000-13000	100000-130000
Arany	7000-8500	6870-8340	68700-83400
Izzított arany	8200	8060	80600
Invar	14000	13730	137300
Indium	5300	5200	52000
Iridium	5300	5200	52000
Kadmium	5300	5200	52000
Kadmium öntvény	5090	4990	49900
Kobalt izzított	19980-21000	19600-20600	196000-206000
Constantan	16600	16300	163000
Sárgaréz	8000-10000	7850-9810	78500-98100
Hengerelt hajó sárgaréz	10000	9800	98000
Hidegen húzott sárgaréz	9100-9890	8900-9700	89000-97000
Magnézium	4360	4280	42800
Manganin	12600	12360	123600
Réz	13120	12870	128700
Deformált réz	11420	11200	112000
Öntött réz	8360	8200	82000
Hengerelt réz	11000	10800	108000
Hidegen húzott réz	12950	12700	127000
Molibdén	29150	28600	286000
Nikkel ezüst	11000	10790	107900
Nikkel	20000-22000	19620-21580	196200-215800
Nikkel lágyított	20600	20200	202000
Nióbium	9080	8910	89100
Ón	4000-5400	3920-5300	39200-53000
Ón öntött	4140-5980	4060-5860	40600-58600
Ozmium	56570	55500	555000
Palládium	10000-14000	9810-13730	98100-137300
Palládium öntött	11520	11300	113000
Platina	17230	16900	169000
Platina lágyított	14980	14700	147000
Ródium izzított	28030	27500	275000
Ruténium lágyított	43000	42200	422000
Vezet	1600	1570	15700
Öntött ólom	1650	1620	16200
Ezüst	8430	8270	82700
Izzított ezüst	8200	8050	80500
Szerszámacél	21000-22000	20600-21580	206000-215800
Ötvözött acél	21000	20600	206000
Speciális acél	22000-24000	21580-23540	215800-235400
Szénacél	19880-20900	19500-20500	195000-205000
Acélöntés	17330	17000	170000
Tantál	19000	18640	186400
Tantál izzított	18960	18600	186000
Titán	11000	10800	108000
Króm	25000	24500	245000
Cink	8000-10000	7850-9810	78500-98100
Hengerelt cink	8360	8200	82000
Öntött cink	12950	12700	127000
Cirkónium	8950	8780	87800
Öntöttvas	7500-8500	7360-8340	73600-83400
Öntöttvas fehér, szürke	11520-11830	11300-11600	113000-116000
Temperöntvény	15290	15000	150000
Műanyagok
Plexiüveg	535	525	5250
Celluloid	173-194	170-190	1700-1900
Organikus üveg	300	295	2950
Gumi
Radír	0,80	0,79	7,9
Puha vulkanizált gumi	0,15-0,51	0,15-0,50	1,5-5,0
Fa
Bambusz	2000	1960	19600
Nyír	1500	1470	14700
Bükkfa	1600	1630	16300
Tölgy	1600	1630	16300
Lucfenyő	900	880	8800
vasfa	2400	2350	32500
Fenyő	900	880	8800
Ásványok
Kvarc	6800	6670	66700
Különféle anyagok
Konkrét	1530-4100	1500-4000	15000-40000
Gránit	3570-5100	3500-5000	35000-50000
A mészkő sűrű	3570	3500	35000
Kvarcszál (olvasztott)	7440	7300	73000
Bélhúr	300	295	2950
Jég (-2 °C-on)	300	295	2950
Üveggolyó	3570-5100	3500-5000	35000-50000
Üveg	5000-7950	4900-7800	49000-78000
Üveg koronák	7200	7060	70600
Optikai üveg	5500	5400	70600

Irodalom

1. Rövid fizikai és műszaki kézikönyv. T.1 / Szerk. szerk. K.P. Jakovleva. M.: FIZMATGIZ. 1960. – 446 p.
2. Kézikönyv színesfémek hegesztéséről / S.M. Gurevich. Kijev: Naukova Dumka. 1981. 680 p.
3. Az elemi fizika kézikönyve / N.N. Koskin, M.G. Shirkevics. M., Science. 1976. 256 p.
4. Fizikai mennyiségek táblázatai. Kézikönyv / Szerk. I.K. Kikoina. M., Atomizdat. 1976, 1008 pp.

weldworld.ru

FÉMEK MECHANIKAI TULAJDONSÁGAI | Enciklopédia a világ körül

A cikk tartalma

FÉMEK MECHANIKAI TULAJDONSÁGAI. Ha egy fémmintára erőt vagy erőrendszert fejtenek ki, az alakjának megváltoztatásával (deformálódva) reagál. A fémminta viselkedését és végső állapotát meghatározó különféle jellemzőket, az erők típusától és intenzitásától függően, a fém mechanikai tulajdonságainak nevezzük.

A mintára ható erő intenzitását feszültségnek nevezzük, és úgy mérjük, hogy a teljes erőt elosztjuk azzal a területtel, amelyen hat. Az alakváltozás a minta méretének relatív változását jelenti, amelyet az alkalmazott feszültségek okoznak.

RUGALMAS ÉS MŰANYAG ALAKÍTÁSA, ROMBOLÁSA

Ha a fémmintára ható feszültség nem túl nagy, akkor a deformációja rugalmasnak bizonyul - a feszültség megszüntetése után alakja helyreáll. Egyes fémszerkezeteket szándékosan úgy terveztek, hogy rugalmasan deformálódjanak. Így a rugók általában meglehetősen nagy rugalmas alakváltozást igényelnek. Más esetekben a rugalmas deformáció minimálisra csökken. A hidak, gerendák, mechanizmusok, eszközök a lehető legmerevebbek. A fémminta rugalmas alakváltozása arányos a rá ható erővel vagy erők összegével. Ezt fejezi ki Hooke törvénye, amely kimondja, hogy a feszültség egyenlő a rugalmas alakváltozással, megszorozva a rugalmassági modulusnak nevezett állandó arányossági együtthatóval: s = eY, ahol s a feszültség, e a rugalmas alakváltozás és Y a rugalmassági modulus (Young modulusa). Számos fém rugalmassági modulusát a táblázat tartalmazza. 1.

A táblázat adataiból kiszámíthatja például azt az erőt, amely egy 1 cm-es oldalú négyzet keresztmetszetű acélrúd hosszának 0,1%-ával megfeszítéséhez szükséges:

F = YґAґDL/L = 200 000 MPa ґ 1 cm2ґ0,001 = 20 000 N (= 20 kN)

Ha egy fémmintára a rugalmassági határát meghaladó feszültségek fejtik ki, az plasztikus (irreverzibilis) deformációt okoz, ami tartós alakváltozást eredményez. A nagyobb igénybevételek anyaghibát okozhatnak.

A nagy rugalmasságot igénylő fémanyag kiválasztásánál a legfontosabb kritérium a folyáshatár. A legjobb rugóacélok rugalmassági modulusa közel azonos a legolcsóbb építőacélokéval, de a rugóacélok sokkal nagyobb igénybevételeket, ezáltal képlékeny alakváltozás nélkül sokkal nagyobb rugalmas alakváltozásokat képesek elviselni, mert nagyobb a folyáshatáruk.

A fémes anyagok képlékeny tulajdonságai (szemben a rugalmas tulajdonságokkal) ötvözéssel és hőkezeléssel megváltoztathatók. Így a vas folyáshatára hasonló módszerekkel 50-szeresére növelhető. A tiszta vas már 40 MPa nagyságrendű feszültségeknél folyékony állapotba kerül, míg a 0,5% szenet, valamint több százalék krómot és nikkelt tartalmazó acélok folyáshatára 950 °C-ra történő hevítés és keményedés után elérheti a 2000 MPa-t.

Amikor fém anyag a folyáshatáron túl terhelve plasztikusan tovább deformálódik, de az alakváltozási folyamat során keményebbé válik, így az alakváltozás további növeléséhez a feszültséget egyre jobban növelni kell. Ezt a jelenséget deformációnak vagy mechanikai keményedésnek (valamint munkakeményedésnek) nevezik. Fémhuzal csavarásával vagy többszöri hajlításával kimutatható. Hideg megmunkálás fém termékek gyakran gyárakban végzik. sárgaréz lemez, rézdrót, az alumínium rudak hidegen hengerelhetők vagy hidegen húzhatók a végtermékben megkívánt keménységi szintre.

Nyújtás.

Az anyagok feszültsége és alakváltozása közötti kapcsolatot gyakran szakítóvizsgálatokkal vizsgálják, és ebben az esetben egy szakítódiagramot kapunk - egy grafikont, amelyen a nyúlás a vízszintes tengely mentén, a feszültség pedig a függőleges tengely mentén van ábrázolva (1. ábra). ). Bár a feszültség csökkenti a próbatest keresztmetszetét (és növeli a hosszát), a feszültséget általában úgy számítják ki, hogy az erőt az eredeti keresztmetszeti területhez viszonyítják, nem pedig a csökkentett keresztmetszeti területhez, amely megadja a valódi feszültséget. Kisebb deformációknál ez nem sokat számít, nagyoknál viszont észrevehető eltéréshez vezethet. ábrán. Az 1. ábra két, nem egyenlő hajlékonyságú anyag feszültség-nyúlás görbéit mutatja. (A plaszticitás az anyag azon képessége, hogy roncsolás nélkül megnyúlik, de anélkül, hogy a terhelés eltávolítása után visszanyerné eredeti alakját.) Mindkét görbe kezdeti lineáris szakasza a folyáshatár pontjában ér véget, ahol a képlékeny áramlás megindul. Egy kevésbé képlékeny anyag esetében a diagram legmagasabb pontja, a szakítószilárdsága a tönkremenetelnek felel meg. Képlékenyebb anyag esetén a szakítószilárdság akkor érhető el, ha az alakváltozás során a keresztmetszet csökkenése nagyobb lesz, mint az alakváltozási keményedés sebessége. A vizsgálat ezen szakaszában kezdődik a nyakkivágás (helyi gyorsított keresztmetszet-csökkentés). Bár a próbatest terheléstűrő képessége csökken, a nyakban lévő anyag tovább erősödik. A vizsgálat méhnyak szakadással ér véget.

Számos fém és ötvözet szakítószilárdságát jellemző mennyiségek jellemző értékeit a táblázat tartalmazza. 2. Könnyen belátható, hogy ezek az értékek ugyanarra az anyagra a feldolgozástól függően nagymértékben változhatnak.

2. táblázat

2. táblázat
Fémek és ötvözetek	Állapot	Folyási szilárdság, MPa	Szakítószilárdság, MPa	Megnyúlás, %
Lágyacél (0,2% C)	Melegen hengerelt	300	450	35
Közepes széntartalmú acél (0,4% C, 0,5% Mn)	Edzett és temperált	450	700	21
Nagy szilárdságú acél (0,4% C, 1,0% Mn, 1,5% Si, 2,0% Cr, 0,5% Mo)	Edzett és temperált	1750	2300	11
Szürke öntöttvas	Öntés után	–	175–300	0,4
Az alumínium műszakilag tiszta	Kiégetve	35	90	45
Az alumínium műszakilag tiszta	Törzsedzett	150	170	15
Alumíniumötvözet (4,5% Cu, 1,5% Mg, 0,6% Mn)	Öregedés edzett	360	500	13
	Teljesen lágyított	80	300	66
Sárgaréz lemez (70% Cu, 30% Zn)	Törzsedzett	500	530	8
Volfrám, drót	0,63 mm átmérőjűre húzva	2200	2300	2,5
Vezet	Öntés után	0,006	12	30

Tömörítés.

A nyomás alatti rugalmas és képlékeny tulajdonságok általában nagyon hasonlóak a feszítés alatt megfigyeltekhez (2. ábra). A feltételes feszültség és a feltételes alakváltozás kapcsolatának görbéje összenyomódásban csak azért megy át a megfelelő feszültségi görbe felett, mert az összenyomás során a minta keresztmetszete nem csökken, hanem nő. Ha a valódi feszültséget és a valódi deformációt a gráf tengelyei mentén ábrázoljuk, akkor a görbék gyakorlatilag egybeesnek, bár a feszültségnél korábban jelentkezik a hiba.

Keménység.

Egy anyag keménysége a képlékeny alakváltozásnak ellenálló képessége. Mivel a szakítóvizsgálathoz drága berendezésekre és magas költségek gyakran egyszerűbb keménységi tesztekhez folyamodnak. A Brinell- és Rockwell-módszerrel végzett tesztelés során adott terhelés és terhelési sebesség mellett egy „behúzót” (golyó vagy gúla alakú csúcs) nyomnak a fémfelületbe. Ezután megmérik a nyomat méretét (sokszor automatikusan), és ebből határozzák meg a keménységi indexet (számot). Minél kisebb a lenyomat, annál nagyobb a keménység. A keménység és a folyáshatár bizonyos mértékig összehasonlítható jellemzők: általában az egyik növekedésével a másik is növekszik.

Úgy tűnhet, hogy a fémes anyagoknál mindig a maximális folyáshatár és keménység kívánatos. Valójában ez nem így van, és nem csak gazdasági okokból (az edzési folyamatok többletköltséget igényelnek).

Először is az anyagokat különféle termékekké kell formázni, és ez általában olyan eljárásokkal (hengerlés, sajtolás, préselés) történik, amelyekben a képlékeny alakváltozás fontos szerepet játszik. Még akkor is, ha feldolgozás alatt áll fémvágó gép plasztikus deformáció igen jelentős. Ha az anyag keménysége túl nagy, akkor túl nagy erő szükséges a kívánt formához, aminek következtében a vágószerszámok gyorsan elhasználódnak. Ez a fajta nehézség csökkenthető a fémek magasabb hőmérsékleten történő feldolgozásával, amikor azok megpuhulnak. Ha a meleg feldolgozás nem lehetséges, akkor fém lágyítást (lassú melegítés és hűtés) alkalmaznak.

Másodszor, ahogy egy fém anyag keményebbé válik, általában elveszíti rugalmasságát. Más szóval, egy anyag törékennyé válik, ha a folyáshatára olyan nagy, hogy a képlékeny alakváltozás nem lép fel addig a feszültségig, amely azonnal meghibásodást okoz. A tervezőnek általában ki kell választania néhány közbenső keménységi és rugalmassági szintet.

Ütéserő és törékenység.

A szívósság a ridegség ellentéte. Ez az anyag azon képessége, hogy ellenálljon a pusztulásnak az ütközési energia elnyelésével. Például az üveg rideg, mert képlékeny deformáció révén nem képes elnyelni az energiát. Ugyanilyen éles ütéssel egy puha alumíniumlemezre nem keletkeznek nagy feszültségek, mivel az alumínium képlékeny deformációra képes, ami elnyeli az ütközési energiát.

Számos különböző módszer létezik a fémek ütésállóságának vizsgálatára. A Charpy-módszer alkalmazásakor egy bevágással ellátott prizmás fémmintát egy visszahúzott inga ütésének vetnek alá. A minta megsemmisítésére fordított munkát az a távolság határozza meg, amellyel az inga az ütközés után eltér. Az ilyen vizsgálatok azt mutatják, hogy az acélok és sok fém alacsony hőmérsékleten törékenyen, magasabb hőmérsékleten viszont képlékenyen viselkedik. A rideg és a képlékeny viselkedés közötti átmenet gyakran meglehetősen szűk tartományon belül történik hőmérsékleti tartomány, melynek felezőpontját rideg-képlékeny átmeneti hőmérsékletnek nevezzük. Más ütési vizsgálatok is jelzik ilyen átmenet jelenlétét, de a mért átmeneti hőmérséklet vizsgálatonként változik a bevágás mélységétől, a próbatest méretétől és alakjától, valamint az ütési terhelés módjától és sebességétől függően. Mivel egyetlen teszttípus sem reprodukálja az üzemi feltételek teljes skáláját, az ütési tesztek csak annyiban értékesek, hogy lehetővé teszik a különböző anyagok összehasonlítását. Azonban sok fontos információval szolgáltak az ötvözés, a gyártási technikák és a hőkezelés hatásairól a rideg meghibásodásra való hajlamra. Az acélok átmeneti hőmérséklete Charpy V-bevágás módszerrel mérve elérheti a +90°C-ot, de megfelelő ötvöző adalékokkal és hőkezeléssel -130°C-ra csökkenthető.

Az acél törékeny törése számos baleset okozója volt, például váratlan csőtörések, nyomástartó edények és tárolótartályok felrobbanása, hídomlás. A legtöbb között híres példák– nagyszámú Liberty típusú tengeri hajó, amelyek hajóteste a hajózás során váratlanul szétvált. Amint a vizsgálat kimutatta, a Liberty hajók meghibásodását elsősorban a nem megfelelő hegesztési technológia okozta, amely belső feszültségeket hagyott maga után, és az összetétel rossz ellenőrzése. hegesztésés tervezési hibák. A laboratóriumi vizsgálatokból nyert információk jelentősen csökkentették az ilyen balesetek valószínűségét. Egyes anyagok, például volfrám, szilícium és króm rideg-képlékeny átmeneti hőmérséklete, normál körülmények között lényegesen magasabb, mint a szobahőmérséklet. Az ilyen anyagokat általában ridegnek tekintik, és azok is lehetnek a szükséges űrlapot képlékeny deformáció miatt csak hevítve lehetséges. Ugyanakkor, réz, alumínium, ólom, nikkel, egyes fokozatok rozsdamentes acélokés más fémek és ötvözetek általában nem válnak törékennyé, ha a hőmérséklet csökken. Bár már sokat tudunk a rideg törésről, ez a jelenség még nem teljesen ismert.

Fáradtság.

A kifáradás egy szerkezet meghibásodása ciklikus terhelés hatására. Amikor egy alkatrészt egyik vagy másik irányba meghajlítanak, felületei felváltva összenyomódásnak és feszítésnek vannak kitéve. Megfelelően nagy számú terhelési ciklus esetén a törést lényegesen kisebb igénybevételek okozhatják, mint amelyeknél egyszeri terhelés esetén meghibásodás következik be. A váltakozó feszültségek az anyag lokális képlékeny alakváltozását és húzódásos keményedését okozzák, aminek következtében idővel apró repedések jelennek meg. Az ilyen repedések végeihez közeli feszültségkoncentráció növekedést okoz. A repedések eleinte lassan nőnek, de a terhelést viselő keresztmetszet csökkenésével a repedések végein a feszültségek nőnek. Ebben az esetben a repedések egyre gyorsabban nőnek, és végül azonnal átterjednek az alkatrész teljes keresztmetszetére. Lásd még: PUSZTÍTÁSI MECHANIZMUSOK.

A fáradtság kétségtelenül a leggyakoribb oka a szerkezeti meghibásodásoknak üzemi körülmények között. A ciklikus terhelési körülmények között működő gépalkatrészek különösen érzékenyek erre. A repülőgépiparban a fáradtság nagyon fontos problémának bizonyul a vibráció miatt. A repülőgép és a helikopter alkatrészeit gyakran ellenőrizni és cserélni kell, hogy elkerüljük a kifáradást.

Kúszás.

A kúszás (vagy kúszás) egy fém képlékeny alakváltozásának lassú növekedése állandó terhelés hatására. A légbeszívó motorok megjelenésével gázturbinákés a rakéták, az anyagok tulajdonságai megemelt hőmérsékleten kezdtek egyre fontosabbá válni. A technológia számos területén a további fejlődést hátráltatják az anyagok magas hőmérsékletű mechanikai tulajdonságaival kapcsolatos korlátok.

Normál hőmérsékleten a képlékeny alakváltozás szinte azonnal kialakul, amint a megfelelő feszültség jelentkezik, és ezt követően alig növekszik. Magasabb hőmérsékleten a fémek nemcsak lágyabbá válnak, hanem deformálódnak is, így a deformáció idővel tovább növekszik. Ez az időfüggő deformáció vagy kúszás korlátozhatja azon szerkezetek élettartamát, amelyeknek hosszú ideig magas hőmérsékleten kell működniük.

Minél nagyobb a feszültség és minél magasabb a hőmérséklet, annál nagyobb a kúszási sebesség. A tipikus kúszási görbék az ábrán láthatók. 3. A gyors (instabil) kúszás kezdeti szakasza után ez a sebesség csökken és szinte állandóvá válik. Meghibásodás előtt a kúszási sebesség ismét növekszik. A hőmérséklet, amelyen a kúszás kritikussá válik, a különböző fémeknél eltérő. A telefontársaságok aggódnak a kúszás miatt légvezetékekólomhüvelyben, normál hőmérsékleten működik környezet; ugyanakkor egyes speciális ötvözetek 800 °C-on is működhetnek anélkül, hogy túlzott kúszást mutatnának.

Az alkatrészek kúszási viszonyok között fennálló élettartamát akár a megengedett legnagyobb alakváltozás, akár törés határozza meg, és a tervezőnek mindig ezt a két lehetőséget kell szem előtt tartania. Nehéz előre felmérni az anyagok alkalmasságát a hosszú távú, magas hőmérsékleten történő üzemelésre tervezett termékek, például a turbinalapátok gyártásához. A várható élettartammal megegyező időtartamú tesztelés gyakran nem praktikus, és a rövid távú (gyorsított) vizsgálatok eredményeit nem könnyű extrapolálni hosszabb időszakokra, mivel a meghibásodási minta változhat. Bár a szuperötvözetek mechanikai tulajdonságait folyamatosan fejlesztik, a fémfizikusok és az anyagtudósok mindig kihívás elé állítják, hogy olyan anyagokat alkossanak, amelyek még magasabb hőmérsékletnek is ellenállnak. Lásd még: FIZIKAI FÉMTUDOMÁNY.

KRISTÁLYOS SZERKEZET

Fentebb tárgyaltuk a fémek általános viselkedési mintázatait mechanikai terhelés hatására. A megfelelő jelenségek jobb megértéséhez figyelembe kell venni a fémek atomi szerkezetét. Minden szilárd fém kristályos anyag. Kristályokból vagy szemcsékből állnak, amelyekben az atomok elrendezése szabályos háromdimenziós rácsnak felel meg. A fém kristályos szerkezete feltehetően atomi síkokból vagy rétegekből áll. Ha nyírófeszültséget (olyan erőt, amely a fémminta két szomszédos síkját egymásnak ellentétes irányban csúszik el) alkalmazzuk, egyetlen réteg atom képes egy teljes interatomikus távolságot elmozdítani. Az ilyen eltolódás befolyásolja a felület alakját, de nem a kristályszerkezetet. Ha egy réteg sok interatomikus távolságot mozgat, akkor a felszínen egy „lépés” képződik. Bár az egyes atomok túl kicsik ahhoz, hogy mikroszkóp alatt láthatóak legyenek, a csúsztatás során létrejövő lépések jól láthatóak a mikroszkóp alatt, és ezeket csúszóvonalaknak nevezik.

A mindennapi fémtárgyak, amelyekkel nap mint nap találkozunk, polikristályosak, azaz. nagyszámú kristályból állnak, amelyek mindegyikének megvan a maga atomi síkjainak iránya. Egy közönséges polikristályos fém deformációjában az a közös, hogy az egyes kristályok atomi síkjai mentén elcsúsznak. A teljes kristályok észrevehető elcsúszása határaik mentén csak magas hőmérsékleten történő kúszás körülményei között figyelhető meg. Az átlagos méret egy kristály vagy szemcse több ezreléktől több tized centiméterig terjedhet. A finomabb szemcseméret azért kívánatos, mert a finomszemcsés fém mechanikai tulajdonságai jobbak, mint a durva szemcsés fémek. Ezenkívül a finomszemcsés fémek kevésbé törékenyek.

Csúszás és diszlokációk.

A csúszási folyamatokat részletesebben a laboratóriumban termesztett fémek egykristályain vizsgálták. Nemcsak az derült ki, hogy bizonyos irányokban és általában jól meghatározott síkok mentén a csúszás következik be, hanem az is, hogy az egykristályok nagyon kis feszültségek hatására deformálódnak. Az egykristályok folyékony állapotba való átmenete alumíniumnál 1, vasnál 15-25 MPa-nál kezdődik. Elméletileg ennek az átmenetnek mindkét esetben kb. 10 000 MPa. A kísérleti adatok és az elméleti számítások közötti eltérés hosszú évek óta fontos probléma maradt. 1934-ben Taylor, Polányi és Orowan magyarázatot javasoltak a kristályszerkezet hibáira alapozva. Azt javasolták, hogy a csúszás során először az atomi sík egy pontján elmozdulás következik be, amely aztán az egész kristályban továbbterjed. Az eltolt és nem eltolt tartományok határa (4. ábra) a kristályszerkezet lineáris hibája, úgynevezett diszlokáció (az ábrán ez a vonal az ábra síkjára merőlegesen nyúlik be a kristályba). Amikor nyírófeszültséget fejtenek ki egy kristályra, a diszlokáció elmozdul, aminek következtében az elcsúszik azon a síkon, amelyben található. A diszlokációk kialakulása után nagyon könnyen mozognak a kristályban, ami megmagyarázza az egykristályok „puhaságát”.

A fémkristályok általában sok diszlokációt tartalmaznak (egy köbcentiméter izzított fémkristályban a diszlokációk teljes hossza több mint 10 km lehet). De 1952-ben a Bell Telephone Corporation laboratóriumainak tudósai az ón nagyon vékony bajuszkristályainak (bajuszkristályainak) hajlítását tesztelve meglepetésükre felfedezték, hogy az ilyen kristályok hajlítószilárdsága közel van a tökéletes kristályok elméleti értékéhez. Később számos más fém rendkívül erős bajuszát fedezték fel. Úgy gondolják, hogy az ilyen nagy szilárdság annak a ténynek köszönhető, hogy az ilyen kristályokban vagy egyáltalán nincs diszlokáció, vagy egy a kristály teljes hosszában fut.

Hőmérséklet hatások.

A megemelkedett hőmérséklet hatása a diszlokációkra és a szemcseszerkezetre vonatkozó elképzelések alapján magyarázható. A keményedésű fém kristályaiban számos diszlokáció eltorzítja a kristályrácsot és növeli a kristály energiáját. Amikor a fém felmelegszik, az atomok mozgékonyakká válnak, és új, tökéletesebb, kevesebb diszlokációt tartalmazó kristályokká rendeződnek át. Ez az átkristályosodás a fémek lágyítása során megfigyelhető lágyulással jár.

www.krugosvet.ru

Young modulus táblázata. Rugalmassági modulus. Young-modulus definíciója.

PROBLÉMAKÖNYV ONL@YN LIBRARY 1 LIBRARY 2 Jegyzet. A rugalmassági modulus értéke a szerkezettől függ, kémiai összetételés az anyag feldolgozásának módja. Ezért az E értékek eltérhetnek a táblázatban megadott átlagos értékektől.

Young modulus táblázata. Rugalmassági modulus. Young-modulus definíciója. Biztonsági tényező. Young modulus táblázata Anyag Anyag Alumínium 70 7000 Ötvözött acélok 210-220 21000-22000 Konkrét 3000 Szénacélok 200-210 20000-2100 Fa (a szál mentén) 10-12 1000-1200 Üveg 56 5600 Fa (a szálon át) 0,5-1,0 50-100 Organikus üveg 2,9 290 Vas 200 2000 Titán 112 11200 Arany 79 7900 Króm 240-250 24000-25000 Magnézium 44 4400 Cink 80 8000 Réz 110 11000 Szürke öntöttvas 115-150 11500-15000 Vezet 17 1700 Anyag szakítószilárdsága Megengedett mechanikai igénybevétel bizonyos anyagoknál (húzó) Biztonsági tényező Folytatjuk...

www.kilomol.ru

Rugalmassági modulusok és Poisson-arányok egyes anyagoknál 013

Mobil betongyár az alvázon

Milyen mélységig kell alapozni egy házat?

Anyag	Rugalmassági modulus, MPa		Poisson-arány
	Young-modulus E	Nyírási modulusG
Fehér öntöttvas, szürke temperöntvény	(1,15...1,60) 105 1,55 105	4,5·104 -	0,23...0,27 -
Szénacél Ötvözött acél	(2,0...2,1) 105 (2,1...2,2) 105	(8,0...8,1) 104 (8,0...8,1) 104	0,24...0,28 0,25...0,30
Hengerelt réz Hidegen húzott réz Öntött réz	1,1 105 1,3 105 0,84 105	4,0 104 4,9 104 -	0,31...0,34 - -
Hengerelt foszforbronz Hengerelt mangánbronz Öntött alumínium bronz	1,15 105 1,1 105 1,05 105	4,2 104 4,0 104 4,2 104	0,32...0,35 0,35 -
Hidegen húzott sárgaréz Hengerelt hajós sárgaréz	(0,91...0,99) 105 1,0 105	(3,5...3,7) 104 -	0,32...0,42 0,36
Hengerelt alumínium Húzott alumínium huzal Hengerelt duralumínium	0,69 105 0,7 105 0,71 105	(2,6...2,7) 104 - 2,7 104	0,32...0,36 - -
Hengerelt cink	0,84 105	3.2·104	0,27
Vezet	0,17 105	0,7 104	0,42
Jég	0,1 105	(0,28...0,3) 104	-
Üveg	0,56 105	0,22 104	0,25
Gránit	0,49 105	-	-
Mészkő	0,42 105	-	-
Üveggolyó	0,56 105	-	-
Homokkő	0,18 105	-	-
Gránit falazat Mészkő falazat Tégla falazat	(0,09...0,1) 105 0,06 105 (0,027...0,030) 105	- - -	- - -
Beton végső szilárdságon, MPa: 10 15 20	(0,146...0,196) 105 (0,164...0,214) 105 (0,182...0,232) 105	- - -	0,16...0,18 0,16...0,18 0,16...0,18
Fa az erezet mentén Fa a szálon át

 

---

Olvas:
Nagyhercegi palota az angol rakparton, Alexandrovka birtokon Russian Seven Kiadó Russian Seven Hogyan számítsuk ki a nagyítást Ingatlanadó kulcsa 1s 8-ban Mi az a határozószó oroszul, milyen kérdésekre ad választ?