Alumīnija elastības modulis kg cm2. Dažādu materiālu, tostarp tērauda, ​​elastības modulis

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)

Piezīme. Elastības moduļa vērtības ir norādītas virvēm, kas iepriekš izstieptas ar spēku, kas ir vismaz 60% no visas virves pārrāvuma spēka.

Vadu un vadu fizikālās īpašības

Elastības modulis- vispārīgs nosaukums vairākiem fizikāliem lielumiem, kas raksturo cieta ķermeņa (materiāla, vielas) spēju elastīgi deformēties (tas ir, ne pastāvīgi), kad tam tiek pielikts spēks. Elastīgās deformācijas zonā ķermeņa elastības modulis parasti ir atkarīgs no sprieguma, un to nosaka sprieguma atkarības no deformācijas atvasinājums (gradients), tas ir, sākotnējā lineārā posma slīpuma tangenss. Sprieguma un deformācijas diagramma:

E = def d σ d ε <=>> >

Visbiežāk saikne starp stresu un sasprindzinājumu ir lineāra (Hūka likums):

E = σ ε >> .

Ja spriegumu mēra paskalos, tad, tā kā deformācija ir bezdimensijas lielums, arī E mērvienība būs paskals. Alternatīva definīcija ir tāda, ka elastības modulis ir pietiekams spriegums, lai paraugs dubultotu garumu. Šī definīcija nav precīza lielākajai daļai materiālu, jo šī vērtība ir daudz lielāka par materiāla tecēšanas robežu vai vērtību, pie kuras pagarinājums kļūst nelineārs, taču tā var būt intuitīvāka.

Dažādie veidi, kādos var mainīt spriegumus un deformācijas, tostarp dažādus spēka virzienus, ļauj noteikt daudzu veidu elastības moduļus. Šeit ir trīs galvenie moduļi:

Homogēnus un izotropus materiālus (cietus) ar lineārām elastības īpašībām pilnībā apraksta divi elastības moduļi, kas ir jebkura moduļa pāris. Ja ir dots elastības moduļu pāris, visus pārējos moduļus var iegūt, izmantojot formulas, kas parādītas zemāk esošajā tabulā.

Inviscid plūsmās nav bīdes sprieguma, tāpēc bīdes modulis vienmēr ir nulle. Tas arī nozīmē, ka Younga modulis ir vienāds ar nulli.

vai otrais Lame parametrs

Elastīgie moduļi(E) dažām vielām.

Aprēķinot būvkonstrukcijas jums jāzina konkrēta materiāla aprēķinātā pretestība un elastības modulis. Šeit ir dati par galvenajiem būvmateriāliem.

1. tabula. Elastīgie moduļi pamata būvmateriāliem

Inženierprojektēšanas galvenais uzdevums ir optimālā profila sekcijas un konstrukcijas materiāla izvēle. Jāatrod tieši tādi izmēri, kas nodrošinās sistēmas formas saglabāšanos ar minimālu iespējamo masu slodzes ietekmē. Piemēram, kāds tērauds ir jāizmanto kā konstrukcijas laiduma sija? Materiāls var tikt izmantots neracionāli, uzstādīšana kļūs sarežģītāka un konstrukcija kļūs smagāka, kā arī palielināsies finansiālās izmaksas. Uz šo jautājumu atbildēs tāds jēdziens kā tērauda elastības modulis. Viņš tev atļaus agrīnā stadijā izvairīties no šīm problēmām. Vispārīgi jēdzieni Elastības modulis (Young's modulus) ir materiāla mehānisko īpašību rādītājs, kas raksturo tā izturību pret stiepes deformāciju. Citiem vārdiem sakot, tā ir materiāla elastības vērtība. Jo lielākas ir elastības moduļa vērtības, jo mazāk jebkurš stienis stiepjas pie citām vienādām slodzēm (griezuma laukums, slodzes lielums utt.). Janga modulis elastības teorijā tiek apzīmēts ar burtu E. Tas ir Huka likuma (par elastīgo ķermeņu deformāciju) sastāvdaļa. Šī vērtība attiecas uz spriegumu, kas rodas paraugā, un tā deformāciju. Šo vērtību mēra saskaņā ar standartu starptautiskā sistēma vienības MPa (megapaskālos). Bet praksē inženieri vairāk sliecas izmantot izmēru kgf / cm2. Šis rādītājs tiek noteikts empīriski zinātniskās laboratorijas. Šīs metodes būtība ir hanteles formas materiāla paraugu plīsīšana, izmantojot īpašu aprīkojumu. Pēc tam, kad ir noskaidrots pagarinājums un spriegums, pie kura paraugs neizdevās, sadaliet mainīgos datus savā starpā. Rezultātā iegūtā vērtība ir (Young's) elastības modulis. Tādā veidā tiek noteikts tikai Janga elastības modulis: varš, tērauds utt. Un trausli materiāli tiek saspiesti, līdz parādās plaisas: betons, čuguns un tamlīdzīgi. Mehāniskās īpašības Tikai strādājot spriegumā vai saspiešanā, (Young's) elastības modulis palīdz paredzēt konkrēta materiāla uzvedību. Bet liekšanai, griešanai, drupināšanai un citām slodzēm jums būs jāievada papildu parametri: Papildus visam iepriekšminētajam ir vērts pieminēt, ka dažiem materiāliem atkarībā no slodzes virziena ir atšķirīgi mehāniskās īpašības. Šādus materiālus sauc par anizotropiem. To piemēri ir audumi, daži akmens veidi, laminēta plastmasa, koks utt. Izotropiem materiāliem ir vienādas mehāniskās īpašības un elastīga deformācija jebkurā virzienā. Pie šādiem materiāliem pieder metāli: alumīnijs, varš, čuguns, tērauds u.c., kā arī gumija, betons, dabīgie akmeņi, nelamināta plastmasa. Ir vērts atzīmēt, ka šī vērtība nav nemainīga. Pat vienam materiālam tas var būt atšķirīga nozīme atkarībā no tā, kur spēks tika pielietots. Dažiem plastmasas-elastīgiem materiāliem ir gandrīz nemainīgs elastības modulis, strādājot gan spriegojumā, gan spiedienā: tērauds, alumīnijs, varš. Un ir arī situācijas, kad šo vērtību mēra pēc profila formas. Dažas vērtības (vērtība ir norādīta miljonos kgf/cm2): Alumīnijs - 0,7. Koksne šķērsām - 0,005. Koksne gar graudu - 0,1. Betons - 0,02. Akmens granīta mūris - 0,09. Akmens ķieģeļu mūris - 0,03. Bronza - 1,00. Misiņš - 1,01. Pelēks čuguns - 1,16. Baltais čuguns - 1,15. Tērauda elastības moduļu atšķirība atkarībā no to markām: Šī vērtība arī mainās atkarībā no nomas veida: Kabelis ar metāla serdi - 1,95. Pīta virve - 1,9. Augstas stiprības stieple - 2.1. Kā redzams, elastības deformācijas moduļu vērtību novirzes ir kļuvušas nenozīmīgas. Šī iemesla dēļ lielākā daļa inženieru, veicot aprēķinus, neņem vērā kļūdas un ņem vērtību 2,00. Materiāls Elastības modulis E, MPa Čuguns balts, pelēks (1,15...1,60) . 10 5 » kaļams 1,55 . 10 5 Oglekļa tērauds (2,0...2,1) . 10 5 » leģēts (2,1...2,2) . 10 5 Velmēts varš 1,1 . 10 5 » auksti vilktas 1,3 . 10 3 » cast 0,84 . 10 5 Velmēta fosfora bronza 1,15 . 10 5 Velmēta mangāna bronza 1,1 . 10 5 Lieta alumīnija bronza 1,05 . 10 5 Auksti stiepts misiņš (0,91...0,99) . 10 5 Velmēts kuģa misiņš 1,0 . 10 5 Velmēts alumīnijs 0,69 . 10 5 Novilkta alumīnija stieple 0,7 . 10 5 Velmēts duralumīnijs 0,71 . 10 5 Velmēts cinks 0,84 . 10 5 Svins 0,17 . 10 5 Ledus 0,1 . 10 5 Stikls 0,56 . 10 5 Granīts 0,49 . 10 5 Laims 0,42 . 10 5 Marmors 0,56 . 10 5 Smilšakmens 0,18 . 10 5 Mūrēšana granīts (0,09...0,1) . 10 5 » izgatavots no ķieģeļiem (0,027...0,030) . 10 5 Betons (skat. 2. tabulu) Koksne gar graudu (0,1...0,12) . 10 5 » pāri graudiem (0,005...0,01) . 10 5 Gumija 0,00008 . 10 5 Tekstolīts (0,06...0,1) . 10 5 Getinax (0,1...0,17) . 10 5 Bakelīts (2...3) . 10 3 Celuloīds (14,3...27,5) . 10 2 Piezīme: 1. Lai noteiktu elastības moduli kgf/cm 2, tabulas vērtību reizina ar 10 (precīzāk ar 10,1937) 2. Elastības moduļu vērtības E metāliem, kokam, mūrim jānorāda saskaņā ar attiecīgajiem SNiP. Standarta dati dzelzsbetona konstrukciju aprēķiniem: 2. tabula. Betona sākotnējie elastības moduļi (saskaņā ar SP 52-101-2003) 2.1. tabula. Betona sākotnējie elastības moduļi saskaņā ar SNiP 2.03.01-84*(1996) Piezīmes: 1. Virs līnijas vērtības ir norādītas MPa, zem līnijas - kgf/cm2. 2. Vieglam, porainam un porainam betonam pie betona blīvuma starpvērtībām sākotnējie elastības moduļi tiek ņemti ar lineāro interpolāciju. 3. Neautoklāvētā šūnbetona vērtībām Eb pieņemts kā autoklāvētam betonam ar reizinājumu ar koeficientu 0,8. 4. Betona vērtību nospriegošanai E bņemts kā smagajam betonam ar reizinājumu ar koeficientu a = 0,56 + 0,006V. 5. Iekavās norādītās betona markas precīzi neatbilst norādītajām betona klasēm. 3. tabula. Betona pretestības standarta vērtības (saskaņā ar SP 52-101-2003) 4. tabula. Aprēķinātās betona pretestības vērtības (saskaņā ar SP 52-101-2003) 4.1. tabula. Aprēķinātās betona spiedes pretestības vērtības saskaņā ar SNiP 2.03.01-84*(1996) 5. tabula. Aprēķinātās betona stiepes izturības vērtības (saskaņā ar SP 52-101-2003) 6. tabula. Armatūras standarta pretestības (saskaņā ar SP 52-101-2003) 6.1. tabula Standarta pretestības A klases veidgabaliem saskaņā ar SNiP 2.03.01-84* (1996) 6.2. tabula. Standarta pretestības B un K klases veidgabaliem saskaņā ar SNiP 2.03.01-84* (1996) 7. tabula. Armatūras konstrukcijas pretestības (saskaņā ar SP 52-101-2003) 7.1. tabula. A klases veidgabalu konstrukcijas pretestības saskaņā ar SNiP 2.03.01-84* (1996) 7.2. tabula. B un K klases veidgabalu konstrukcijas pretestības saskaņā ar SNiP 2.03.01-84* (1996) Standarta dati metāla konstrukciju aprēķiniem: 8. tabula. Standarta un konstrukcijas pretestība stiepē, spiedē un liecē (saskaņā ar SNiP II-23-81 (1990)) lokšņu, platjoslas universālie un formas velmējumi saskaņā ar GOST 27772-88 ēku un būvju tērauda konstrukcijām Piezīmes: 1. Formētā tērauda biezums jāņem par atloka biezumu (tā minimālais biezums ir 4 mm). 2. Par standarta pretestību tiek ņemtas tecēšanas robežas un stiepes izturības standarta vērtības saskaņā ar GOST 27772-88. 3. Aprēķināto pretestību vērtības iegūst, dalot standarta pretestības ar materiāla uzticamības koeficientiem, noapaļojot līdz 5 MPa (50 kgf/cm2). 9. tabula. Tērauda markas aizstātas ar tēraudiem saskaņā ar GOST 27772-88 (saskaņā ar SNiP II-23-81 (1990)) Piezīmes: 1. Tērauds S345 un S375 kategorijas 1, 2, 3, 4 saskaņā ar GOST 27772-88 aizstāj tērauda kategorijas 6, 7 un 9, 12, 13 un 15 atbilstoši GOST 19281-73* un GOST 19282-73*, attiecīgi . 2. Tēraudi S345K, S390, S390K, S440, S590, S590K saskaņā ar GOST 27772-88 aizstāj atbilstošās 1.-15. kategorijas tērauda markas saskaņā ar GOST 19281-73* un GOST 19282-73*, kas norādītas šajā tabulā. 3. Tēraudu nomaiņa saskaņā ar GOST 27772-88 ar tēraudiem, kas piegādāti saskaņā ar citiem valsts Savienības standartiem un tehniskās specifikācijas, nav nodrošināts. Profilēto lokšņu ražošanai izmantotā tērauda konstrukcijas pretestības ir norādītas atsevišķi. Saraksts izmantotā literatūra: 1. SNiP 2.03.01-84 "Betona un dzelzsbetona konstrukcijas" 2. SP 52-101-2003 3. SNiP II-23-81 (1990) "Tērauda konstrukcijas" 4. Aleksandrovs A.V. Materiālu izturība. Maskava: Augstskola. - 2003. gads. 5. Fesik S.P. Materiālu stiprības rokasgrāmata. Kijeva: Budivelnik. - 1982. gads. Inženierprojektēšanas galvenais uzdevums ir optimālā profila sekcijas un konstrukcijas materiāla izvēle. Jāatrod tieši tādi izmēri, kas nodrošinās sistēmas formas saglabāšanos ar minimālu iespējamo masu slodzes ietekmē. Piemēram, kāds tērauds ir jāizmanto kā konstrukcijas laiduma sija? Materiālu var izmantot neracionāli, uzstādīšana kļūs sarežģītāka un struktūra kļūs smagāka, kā arī palielināsies finansiālās izmaksas. Uz šo jautājumu atbildēs tāds jēdziens kā tērauda elastības modulis. Tas arī ļaus jums izvairīties no šīm problēmām ļoti agrīnā stadijā. Vispārīgi jēdzieni Elastības modulis (Young's modulus) ir materiāla mehānisko īpašību rādītājs, kas raksturo tā izturību pret stiepes deformāciju. Citiem vārdiem sakot, tā ir materiāla elastības vērtība. Jo lielākas ir elastības moduļa vērtības, jo mazāk jebkurš stienis stiepjas pie citām vienādām slodzēm (griezuma laukums, slodzes lielums utt.). Janga modulis elastības teorijā tiek apzīmēts ar burtu E. Tas ir Huka likuma (par elastīgo ķermeņu deformāciju) sastāvdaļa. Šī vērtība attiecas uz spriegumu, kas rodas paraugā, un tā deformāciju. Šo vērtību mēra saskaņā ar standarta starptautisko mērvienību sistēmu MPa (megapaskālos). Bet praksē inženieri vairāk sliecas izmantot izmēru kgf / cm2. Šis rādītājs tiek noteikts empīriski zinātniskās laboratorijās. Šīs metodes būtība ir hanteles formas materiāla paraugu plīsīšana, izmantojot īpašu aprīkojumu. Pēc tam, kad ir noskaidrots pagarinājums un spriegums, pie kura paraugs neizdevās, sadaliet mainīgos datus savā starpā. Rezultātā iegūtā vērtība ir (Young's) elastības modulis. Tādā veidā tiek noteikts tikai Janga elastības modulis: varš, tērauds utt. Un trausli materiāli tiek saspiesti, līdz parādās plaisas: betons, čuguns un tamlīdzīgi. Mehāniskās īpašības Tikai strādājot spriegumā vai saspiešanā, (Young's) elastības modulis palīdz paredzēt konkrēta materiāla uzvedību. Bet liekšanai, griešanai, drupināšanai un citām slodzēm jums būs jāievada papildu parametri: Papildus visam iepriekšminētajam ir vērts pieminēt, ka dažiem materiāliem ir atšķirīgas mehāniskās īpašības atkarībā no slodzes virziena. Šādus materiālus sauc par anizotropiem. To piemēri ir audumi, daži akmens veidi, laminēta plastmasa, koks utt. Izotropiem materiāliem ir vienādas mehāniskās īpašības un elastīga deformācija jebkurā virzienā. Pie šādiem materiāliem pieder metāli: alumīnijs, varš, čuguns, tērauds u.c., kā arī gumija, betons, dabīgie akmeņi, nelamināta plastmasa. Elastības modulis Ir vērts atzīmēt, ka šī vērtība nav nemainīga. Pat vienam un tam pašam materiālam var būt dažādas vērtības atkarībā no spēka pielikšanas vietas. Dažiem plastmasas elastīgajiem materiāliem ir gandrīz nemainīgs elastības modulis, strādājot gan stiepē, gan spiedienā: tērauds, alumīnijs, varš. Un ir arī situācijas, kad šo vērtību mēra pēc profila formas. Dažas vērtības (vērtība ir norādīta miljonos kgf/cm2): Alumīnijs - 0,7. Koksne šķērsām - 0,005. Koksne gar graudu - 0,1. Betons - 0,02. Akmens granīta mūris - 0,09. Akmens ķieģeļu mūris - 0,03. Bronza - 1,00. Misiņš - 1,01. Pelēks čuguns - 1,16. Baltais čuguns - 1,15. Tērauda elastības moduļu atšķirība atkarībā no to markām: Šī vērtība arī mainās atkarībā no nomas veida: Kabelis ar metāla serdi - 1,95. Pīta virve - 1,9. Augstas stiprības stieple - 2.1. Kā redzams, elastības deformācijas moduļu vērtību novirzes ir kļuvušas nenozīmīgas. Šī iemesla dēļ lielākā daļa inženieru, veicot aprēķinus, neņem vērā kļūdas un ņem vērtību 2,00. Tērauda konstrukciju materiālu fizikālās īpašības

Materiāls	Elastības modulis E, MPa
Čuguns balts, pelēks	(1,15...1,60) 10 5
Kaļamais čuguns	1,55 10 5
Oglekļa tērauds	(2,0...2,1) 10 5
Leģētais tērauds	(2.1...2.2) 10 5
Velmēts varš	1,1 10 5
Auksti stiepts varš	1,3 10 3
Lietais varš	0,84 10 5
Velmēta fosfora bronza	1,15 10 5
Velmēta mangāna bronza	1,1 10 5
Lieta alumīnija bronza	1,05 10 5
Auksti stiepts misiņš	(0,91...0,99) 10 5
Velmēts kuģa misiņš	1,0 10 5
Velmēts alumīnijs	0,69 10 5
Novilkta alumīnija stieple	0,7 10 5
Velmēts duralumīnijs	0,71 10 5
Velmēts cinks	0,84 10 5
Svins	0,17 10 5
Ledus	0,1 10 5
Stikls	0,56 10 5
Granīts	0,49 10 5
Laims	0,42 10 5
Marmors	0,56 10 5
Smilšakmens	0,18 10 5
Granīta mūra	(0,09...0,1) 10 5
Ķieģeļu mūra	(0,027...0,030) 10 5
Betons (skat. 2. tabulu)
Koksne gar graudu	(0,1...0,12) 10 5
Koksne pāri graudam	(0,005...0,01) 10 5
Gumija	0,00008 10 5
Tekstolīts	(0,06...0,1) 10 5
Getinax	(0,1...0,17) 10 5
Bakelīts	(2...3) 10 3
Celuloīds	(14,3...27,5) 10 2

Standarta dati dzelzsbetona konstrukciju aprēķiniem

2. tabula. Betona elastības modulis (saskaņā ar SP 52-101-2003)

2.1. tabula Betona elastības moduļi saskaņā ar SNiP 2.03.01-84*(1996)

Piezīmes:
1. Virs līnijas vērtības ir norādītas MPa, zem līnijas - kgf/cm².
2. Vieglam, porainam un porainam betonam pie betona blīvuma starpvērtībām sākotnējie elastības moduļi tiek ņemti ar lineāro interpolāciju.
3. Neautoklātam šūnbetonam Eb vērtības tiek ņemtas tāpat kā autoklāvētam betonam, kas reizināts ar koeficientu 0,8.
4. Iepriekš nospriegotam betonam E b vērtības tiek ņemtas kā smagajam betonam, reizinātas ar koeficientu
a= 0,56 + 0,006 V.

3. tabula. Betona pretestības standarta vērtības (saskaņā ar SP 52-101-2003)

4. tabula. Aprēķinātās betona spiedes pretestības vērtības (saskaņā ar SP 52-101-2003)

4.1. tabula Betona spiedes pretestības aprēķinātās vērtības saskaņā ar SNiP 2.03.01-84*(1996)

5. tabula. Aprēķinātās betona stiepes izturības vērtības (saskaņā ar SP 52-101-2003)

6. tabula. Armatūras standarta pretestības (saskaņā ar SP 52-101-2003)

6.1. tabula Standarta pretestības A klases veidgabaliem saskaņā ar SNiP 2.03.01-84* (1996)

6.2. tabula Standarta pretestības B un K klases veidgabaliem saskaņā ar SNiP 2.03.01-84* (1996)

7. tabula. Armatūras konstrukcijas pretestības (saskaņā ar SP 52-101-2003)

7.1. tabula A klases veidgabalu konstrukcijas pretestības saskaņā ar SNiP 2.03.01-84* (1996)

7.2. tabula B un K klases veidgabalu konstrukcijas pretestības saskaņā ar SNiP 2.03.01-84* (1996)

Metāla konstrukciju aprēķinu standarta dati

8. tabula. Standarta un konstrukcijas pretestības stiepē, spiedē un liecē (saskaņā ar SNiP II-23-81 (1990)) lokšņu, platjoslas universālajiem un formas velmējumiem saskaņā ar GOST 27772-88 ēku un būvju tērauda konstrukcijām

Piezīmes:
1. Formētā tērauda biezums jāņem par atloka biezumu (tā minimālais biezums ir 4 mm).
2. Par standarta pretestību tiek ņemtas tecēšanas robežas un stiepes izturības standarta vērtības saskaņā ar GOST 27772-88.
3. Aprēķināto pretestību vērtības iegūst, dalot standarta pretestības ar materiāla uzticamības koeficientiem, noapaļojot līdz 5 MPa (50 kgf/cm²).

9. tabula. Tērauda kategorijas, kas aizstātas ar tēraudiem saskaņā ar GOST 27772-88 (saskaņā ar SNiP II-23-81 (1990))

Piezīmes:
1. 1., 2., 3., 4. kategorijas tēraudi S345 un S375 saskaņā ar GOST 27772-88 aizstāj 6., 7. un 9., 12., 13. un 15. kategorijas tēraudus saskaņā ar GOST 19281-73* un GOST 19282-73*, attiecīgi.
2. Tēraudi S345K, S390, S390K, S440, S590, S590K saskaņā ar GOST 27772-88 aizstāj atbilstošās 1.-15. kategorijas tērauda markas saskaņā ar GOST 19281-73* un GOST 19282-73*, kas norādītas šajā tabulā.
3. Tēraudu nomaiņa saskaņā ar GOST 27772-88 ar tēraudiem, kas piegādāti saskaņā ar citiem valsts vissavienības standartiem un tehniskajiem nosacījumiem, netiek nodrošināti.

Šeit nav parādītas profilēto lokšņu ražošanā izmantotā tērauda konstrukcijas pretestības.

Janga elastības un bīdes modulis, Puasona koeficienta vērtības (tabula). Materiālu elastības moduļu tabula tabula

Elastības modulis tēraudam, kā arī citiem materiāliem

Pirms jebkāda materiāla izmantošanas būvdarbos, jums ar to jāiepazīstas fiziskās īpašības lai zinātu, kā ar to rīkoties, kāda mehāniska ietekme tai būs pieņemama utt. Viens no svarīgākajiem raksturlielumiem, kam bieži tiek pievērsta uzmanība, ir elastības modulis.

Zemāk mēs apsvērsim pašu koncepciju, kā arī šo vērtību saistībā ar vienu no populārākajām būvniecībā un remontdarbi materiāls - tērauds. Piemēra labad tiks ņemti vērā arī šie rādītāji citiem materiāliem.

Elastības modulis - kas tas ir?

Materiāla elastības modulis ir fizikālu lielumu kopums, kas raksturo cieta ķermeņa spēju elastīgi deformēties, kad tam tiek pielikts spēks. Tas ir izteikts ar burtu E. Tātad tas tiks minēts visās tabulās, kas sekos rakstā.

Nevar teikt, ka ir tikai viens veids, kā noteikt elastības vērtību. Dažādas pieejas šī daudzuma izpētei ir novedušas pie tā, ka vienlaikus ir vairākas dažādas pieejas. Tālāk ir norādīti trīs galvenie veidi, kā aprēķināt šī raksturlieluma rādītājus dažādi materiāli:

• Janga modulis (E) raksturo materiāla izturību pret jebkādu spriegumu vai saspiešanu elastīgās deformācijas laikā. Younga versiju nosaka sprieguma attiecība pret spiedes deformāciju. To parasti vienkārši sauc par elastības moduli.
• Bīdes modulis (G), saukts arī par stinguma moduli. Šī metode atklāj materiāla spēju pretoties jebkādām formas izmaiņām, bet vienlaikus saglabājot savu normu. Bīdes modulis tiek izteikts kā bīdes sprieguma attiecība pret bīdes deformāciju, kas tiek definēta kā izmaiņas taisnā leņķī starp esošajām plaknēm, kas pakļautas bīdes spriedzei. Bīdes modulis, starp citu, ir viena no tādas parādības kā viskozitāte sastāvdaļām.
• Lielapjoma modulis (K), saukts arī par tilpuma moduli. Šī opcija apzīmē no jebkura materiāla izgatavota objekta spēju mainīt tilpumu, ja tas tiek pakļauts visaptverošam normālam spriegumam, kas ir vienāds visos tā virzienos. Šo iespēju izsaka ar tilpuma sprieguma lieluma attiecību pret relatīvās tilpuma saspiešanas lielumu.
• Ir arī citi elastības rādītāji, kurus mēra citos daudzumos un izsaka citās attiecībās. Citas ļoti pazīstamas un populāras elastības indikatoru iespējas ir Lamē parametri vai Puasona koeficients.

Materiāla elastības rādītāju tabula

Pirms pāriet tieši uz šo tērauda raksturlielumu, vispirms kā piemēru un papildu informāciju apskatīsim tabulu, kurā ir dati par šo vērtību saistībā ar citiem materiāliem. Dati tiek mērīti MPa.

Dažādu materiālu elastības modulis

Kā redzams no iepriekšējās tabulas, šī vērtība dažādiem materiāliem ir atšķirīga, un arī rādītāji atšķiras, ja ņemam vērā vienu vai otru šī rādītāja aprēķināšanas iespēju. Ikviens var brīvi izvēlēties tieši sev piemērotāko rādītāju izpētes iespēju. Varētu būt vēlams ņemt vērā Janga moduli, jo to visbiežāk izmanto, lai raksturotu konkrētu materiālu šajā sakarā.

Pēc tam, kad esam īsi pārskatījuši datus par šo citu materiālu raksturlielumu, mēs pāriesim tieši uz tērauda īpašībām atsevišķi.

Sākumā pievērsīsimies sausajiem skaitļiem un atvasināsim dažādus šīs īpašības rādītājus dažādi veidi tēraudi un tērauda konstrukcijas:

• Elastības modulis (E) liešanai, karsti velmētai stiegrojumam no tērauda markām St.3 un St. 5 ir vienāds ar 2,1*106 kg/cm^2.
• Tēraudam, piemēram, 25G2S un 30KhG2S, šī vērtība ir 2*106 kg/cm^2.
• Periodiskajai stieplei un auksti stieptai apaļajai stieplei ir elastības vērtība, kas vienāda ar 1,8 * 106 kg/cm^2. Auksti saplacinātai stiegrojumam rādītāji ir līdzīgi.
• Augstas stiprības stiepļu pavedieniem un saišķiem vērtība ir 2·10 6 kg/cm^2
• Tērauda spirālveida trosēm un trosēm ar metāla serdi vērtība ir 1,5·10 4 kg/cm^2, savukārt kabeļiem ar organisko serdi šī vērtība nepārsniedz 1,3·10 6 kg/cm^2.
• Bīdes modulis (G) velmētam tēraudam ir 8,4·10 6 kg/cm^2.
• Visbeidzot, Puasona koeficients tēraudam ir vienāds ar 0,3

Šie ir vispārīgi dati par tērauda un tērauda izstrādājumu veidiem. Katra vērtība tika aprēķināta saskaņā ar visiem fiziskajiem noteikumiem un ņemot vērā visas esošās attiecības, kas tiek izmantotas, lai iegūtu šīs pazīmes vērtības.

Zemāk būs viss Galvenā informācija par šo tērauda īpašību. Vērtības tiks norādītas gan ar Jaga moduli, gan pēc bīdes moduļa, gan vienā mērvienībā (MPa), gan citā (kg/cm2, ņūtons*m2).

Tērauds un vairākas dažādas markas

Tērauda elastības vērtības atšķiras, jo vienlaikus ir vairāki moduļi, kurus aprēķina un aprēķina dažādos veidos. Var pamanīt faktu, ka principā rādītāji būtiski neatšķiras, kas liecina par labu dažādiem elastības pētījumiem dažādi materiāli. Taču nav vērts pārāk iedziļināties visos aprēķinos, formulās un vērtībās, jo pietiek izvēlēties noteiktu elastības vērtību, lai uz to koncentrētos nākotnē.

Starp citu, ja visas vērtības neizsaka skaitliskās attiecībās, bet ņem to uzreiz un aprēķina pilnībā, tad šis tērauda raksturlielums būs vienāds ar: E = 200 000 MPa vai E = 2 039 000 kg/cm ^2.

Šī informācija palīdzēs izprast pašu elastības moduļa jēdzienu, kā arī iepazīties ar šī raksturlieluma galvenajām vērtībām tēraudam, tērauda izstrādājumiem un arī vairākiem citiem materiāliem.

Jāatceras, ka elastības moduļa rādītāji ir atšķirīgi dažādiem tērauda sakausējumiem un dažādām tērauda konstrukcijām, kas satur citus savienojumus. Bet pat šādos apstākļos var pamanīt faktu, ka rādītāji daudz neatšķiras. Tērauda elastības modulis praktiski ir atkarīgs no konstrukcijas. un arī par oglekļa saturu. Arī tērauda karstās vai aukstās apstrādes metode nevar būtiski ietekmēt šo rādītāju.

stanok.guru

Tabula. Gareniskās elastības moduļa E, bīdes moduļa G un Puasona attiecības µ vērtības (20oC temperatūrā). Materiāls Moduļi, MPa Puasona koeficients Tērauds (1,86÷2,1)*105 (7,8÷8,3)*104 0,25-0,33 Pelēks čuguns (0,78÷1,47)*105 4,4*104 0,23-0,27 Pelēks modificēts čuguns (1,2÷1,6)*105 (5÷6,9)*104 - Tehniskais varš (1,08÷1,3)*105 4,8*104 - Alvas bronza (0,74÷1,22)*105 - 0,32-0,35 Alvas nesaturoša bronza (1,02÷1,2)*105 - - Alumīnija misiņš (0,98÷1,08)*105 (3,6÷3,9)*104 0,32-0,34 Alumīnija sakausējumi (0,69÷0,705)*105 2,6*104 0,33 Magnija sakausējumi (0,4÷0,44)*105 - 0,34 Niķeļa tehniskais 2,5*105 7,35*104 0,33 Tehniskais vadītājs (0,15÷0,2)*105 0,7*104 0,42 Tehniskais cinks 0,78*105 3,2*104 0,27 Mūris (0,24÷0,3)*104 - - Betons (ar pagaidu pretestību) (1-2MPa) (1,48÷2,25)*104 - 0,16-0,18 Parastais dzelzsbetons: saspiesti elementi (1,8÷4,2)*104 - - Parastais dzelzsbetons: saliekamie elementi (1,07÷2,64)*104 - - Visu sugu koksne: gar graudu (8,8÷15,7)*104 (4,4÷6,4)*102 - Visu sugu koksne: šķērsām (3,9÷9,8)*104 (4,4÷6,4)*102 - 1. šķiras aviācijas saplāksnis: pa graudu 12,7*103 - - 1. šķiras aviācijas saplāksnis: šķērsām 6,4*103 - - Tekstolīts (PT, PTK, PT-1) (5,9÷9,8)*103 - - Getinax (9,8÷17,1)*103 - - Viniplast loksne 3,9*103 - - Stikls (4,9÷5,9)*104 (2,05÷2,25)*103 0,24-0,27 Organiskais stikls (2,8÷4,9)*103 - 0,35-0,38 Bakelīts bez pildvielām (1,96÷5,9)*103 (6,86÷20,5)*102 0,35-0,38 Celuloīds (1,47÷2,45)*103 (6,86÷9,8)*102 0,4 Gumija 0,07*104 2*103 - Stikla šķiedra 3,4*104 (3,5÷3,9)*103 - Kaprons (1,37÷1,96)*103 - - Fluoroplasts F-4 (4,6÷8,3)*102 - -

tehtab.ru

Janga elastības un bīdes modulis, Puasona koeficienta vērtības (tabula)

Ķermeņu elastīgās īpašības

Tālāk ir sniegtas atsauces tabulas parasti izmantotajām konstantēm; ja ir zināmi divi no tiem, tad ar to pilnīgi pietiek, lai noteiktu viendabīgas izotropas cietas vielas elastīgās īpašības.

Younga modulis vai gareniskās elastības modulis dyn/cm2.

Bīdes modulis vai griezes modulis G dyn/cm2.

Spiedes modulis vai tilpuma modulis K dinos/cm2.

Saspiežamības tilpums k=1/K/.

Puasona attiecība µ ir vienāda ar šķērsvirziena relatīvās saspiešanas attiecību pret garenisko relatīvo spriegumu.

Viendabīgam izotropam cietam materiālam starp šīm konstantēm pastāv šādas attiecības:

G = E / 2(1 + μ) - (α)

μ = (E/2G) - 1 - (b)

K = E / 3(1 - 2μ) - (c)

Puasona koeficientam ir pozitīva zīme, un tā vērtība parasti ir no 0,25 līdz 0,5, bet dažos gadījumos tā var pārsniegt šīs robežas. Saskaņas pakāpe starp novērotajām vērtībām µ un tām, kas aprēķinātas, izmantojot formulu (b), ir materiāla izotropijas rādītājs.

Janga elastības moduļa, bīdes moduļa un Puasona koeficienta tabulas

No relācijām (a), (b), (c) aprēķinātās vērtības ir norādītas slīprakstā.

Materiāls 18°C ​​temperatūrā	Janga modulis E, 1011 dīni/cm2.		Puasona koeficients µ
Alumīnijs
Tērauds (1% C) 1)
Konstantāna 2)
Manganīns
1) Tēraudam, kas satur aptuveni 1% C, ir zināms, ka termiskās apstrādes laikā mainās elastības konstantes. 2) 60% Cu, 40% Ni.

Tālāk sniegtie eksperimentu rezultāti attiecas uz parastiem laboratorijas materiāliem, galvenokārt vadiem.

Viela	Janga modulis E, 1011 dīni/cm2.	Bīdes modulis G, 1011 dynes/cm2.	Puasona koeficients µ	Tilpuma elastības modulis K, 1011 dynes/cm2.
Bronza (66% Cu)
Niķeļa sudrabs1)
Stikla jenu kroņi
Jēnas krama stikls
Metināšanas gludeklis
Fosfora bronza2)
Platinoīds3)
Kvarca pavedieni (peldoši)
Mīksta vulkanizēta gumija
1) 60% Cu, 15% Ni, 25% Zn 2) 92,5% Cu, 7% Sn, 0,5% P 3) Niķeļa sudrabs ar nelielu daudzumu volframa.

Viela	Janga modulis E, 1011 dīni/cm2.	Viela	Janga modulis E, 1011 dīni/cm2.
Cinks (tīrs)
		Sarkans koks
		Cirkonijs
Sakausējums 90% Pt, 10% Ir
Duralumīnijs
Zīda pavedieni1		tīkkoks
		Plastmasa:
		Termoplastisks
		Termoreaktīvs
		Volframs
1) Strauji samazinās, palielinoties slodzei 2) Nosaka ievērojamu elastīgo nogurumu

Temperatūras koeficients (pie 150C) Et=E11 (1-ɑ (t-15)), Gt=G11 (1-ɑ (t-15))			Saspiežamība k, bar-1 (pie 7-110C)
Alumīnijs			Alumīnijs
			Krama stikls
			Vācu stikls
Niķeļa sudrabs
Fosfora bronza
Kvarca pavedieni

infotables.ru

Elastības modulis (Junga modulis) | Metināšanas pasaule

Elastības modulis

Elastības modulis (Young's modulus) E – raksturo materiāla noturību pret spriedzi/spiedi elastīgās deformācijas laikā vai objekta īpašību deformēties pa asi, pakļaujoties spēkam gar šo asi; tiek definēts kā sprieguma attiecība pret pagarinājumu. Younga moduli bieži sauc vienkārši par elastības moduli.

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

Elastības modulis (Junga modulis) Materiāls Ekgf/mm2 107 N/m2 MPa

Metāli
Alumīnijs	6300-7500	6180-7360	61800-73600
Atkausēts alumīnijs	6980	6850	68500
Berilijs	30050	29500	295000
Bronza	10600	10400	104000
Alumīnija bronza, liešana	10500	10300	103000
Velmēta fosfora bronza	11520	11300	113000
Vanādijs	13500	13250	132500
Atkausēts vanādijs	15080	14800	148000
Bismuts	3200	3140	31400
Lietie bismuta	3250	3190	31900
Volframs	38100	37400	374000
Atkausēts ar volframu	38800-40800	34200-40000	342000-400000
Hafnijs	14150	13900	139000
Duralumīnijs	7000	6870	68700
Velmēts duralumīnijs	7140	7000	70000
Kalta dzelzs	20000-22000	19620-21580	196200-215800
Čuguns	10200-13250	10000-13000	100000-130000
Zelts	7000-8500	6870-8340	68700-83400
Rūdīts zelts	8200	8060	80600
Invar	14000	13730	137300
Indijs	5300	5200	52000
Iridijs	5300	5200	52000
Kadmijs	5300	5200	52000
Kadmija lējums	5090	4990	49900
Kobalts atkausēts	19980-21000	19600-20600	196000-206000
Konstantāna	16600	16300	163000
Misiņš	8000-10000	7850-9810	78500-98100
Velmēts kuģa misiņš	10000	9800	98000
Auksti stiepts misiņš	9100-9890	8900-9700	89000-97000
Magnijs	4360	4280	42800
Manganīns	12600	12360	123600
Varš	13120	12870	128700
Deformēts varš	11420	11200	112000
Lietais varš	8360	8200	82000
Velmēts varš	11000	10800	108000
Auksti stiepts varš	12950	12700	127000
Molibdēns	29150	28600	286000
Niķeļa sudrabs	11000	10790	107900
Niķelis	20000-22000	19620-21580	196200-215800
Niķelis atkausēts	20600	20200	202000
niobijs	9080	8910	89100
Alva	4000-5400	3920-5300	39200-53000
Alvas liets	4140-5980	4060-5860	40600-58600
Osmijs	56570	55500	555000
Palādijs	10000-14000	9810-13730	98100-137300
Palādija atliets	11520	11300	113000
Platīns	17230	16900	169000
Platīna atkausēta	14980	14700	147000
Rodijs atkausēts	28030	27500	275000
Rutēnijs atkausēts	43000	42200	422000
Svins	1600	1570	15700
Lietais vads	1650	1620	16200
Sudrabs	8430	8270	82700
Rūdīts sudrabs	8200	8050	80500
Instrumentu tērauds	21000-22000	20600-21580	206000-215800
Leģētais tērauds	21000	20600	206000
Īpašs tērauds	22000-24000	21580-23540	215800-235400
Oglekļa tērauds	19880-20900	19500-20500	195000-205000
Tērauda liešana	17330	17000	170000
Tantals	19000	18640	186400
Tantals atkausēts	18960	18600	186000
Titāns	11000	10800	108000
Chromium	25000	24500	245000
Cinks	8000-10000	7850-9810	78500-98100
Velmēts cinks	8360	8200	82000
Lietais cinks	12950	12700	127000
Cirkonijs	8950	8780	87800
Čuguns	7500-8500	7360-8340	73600-83400
Čuguns balts, pelēks	11520-11830	11300-11600	113000-116000
Kaļamais čuguns	15290	15000	150000
Plastmasas
Pleksistikls	535	525	5250
Celuloīds	173-194	170-190	1700-1900
Organiskais stikls	300	295	2950
Gumijas
Gumija	0,80	0,79	7,9
Mīksta vulkanizēta gumija	0,15-0,51	0,15-0,50	1,5-5,0
Koks
Bambuss	2000	1960	19600
Bērzs	1500	1470	14700
Dižskābardis	1600	1630	16300
Ozols	1600	1630	16300
Egle	900	880	8800
dzelzs koks	2400	2350	32500
Priede	900	880	8800
Minerālvielas
Kvarcs	6800	6670	66700
Dažādi materiāli
Betons	1530-4100	1500-4000	15000-40000
Granīts	3570-5100	3500-5000	35000-50000
Kaļķakmens ir blīvs	3570	3500	35000
Kvarca vītne (kausēta)	7440	7300	73000
Catgut	300	295	2950
Ledus (pie -2 °C)	300	295	2950
Marmors	3570-5100	3500-5000	35000-50000
Stikls	5000-7950	4900-7800	49000-78000
Stikla kroņi	7200	7060	70600
Krama stikls	5500	5400	70600

Literatūra

1. Īsa fizisko un tehnisko uzziņu grāmata. T.1 / Red. ed. K.P. Jakovļeva. M.: FIZMATGIZ. 1960. – 446 lpp.
2. Rokasgrāmata par krāsaino metālu metināšanu / S.M. Gurevičs. Kijeva: Naukova Dumka. 1981. 680 lpp.
3. Elementārās fizikas rokasgrāmata / N.N. Koškins, M.G. Širkevičs. M., Zinātne. 1976. 256 lpp.
4. Fizikālo lielumu tabulas. Rokasgrāmata / Red. I.K. Kikoina. M., Atomizdāts. 1976, 1008 lpp.

weldworld.ru

METĀLU MEHĀNISKĀS ĪPAŠĪBAS | Enciklopēdija visā pasaulē

Raksta saturs

METĀLU MEHĀNISKĀS ĪPAŠĪBAS. Kad metāla paraugam tiek pielikts spēks vai spēku sistēma, tas reaģē, mainot formu (deformējoties). Dažādus raksturlielumus, kas nosaka metāla parauga uzvedību un galīgo stāvokli atkarībā no spēku veida un intensitātes, sauc par metāla mehāniskajām īpašībām.

Spēka intensitāti, kas iedarbojas uz paraugu, sauc par spriegumu, un to mēra kā kopējo spēku, kas dalīts ar laukumu, uz kuru tas iedarbojas. Deformācija attiecas uz parauga izmēru relatīvajām izmaiņām, ko izraisa pielietotie spriegumi.

ELASTĪBAS UN PLASTMASAS DEFORMĀCIJA, IZNĪCINĀŠANA

Ja metāla paraugam pieliktais spriegums nav pārāk liels, tad tā deformācija izrādās elastīga - tiklīdz spriegums tiek noņemts, tā forma tiek atjaunota. Dažas metāla konstrukcijas ir apzināti veidotas tā, lai tās elastīgi deformētos. Tādējādi atsperēm parasti ir nepieciešama diezgan liela elastīga deformācija. Citos gadījumos elastīgā deformācija tiek samazināta līdz minimumam. Tilti, sijas, mehānismi, ierīces ir izgatavotas pēc iespējas stingrākas. Metāla parauga elastīgā deformācija ir proporcionāla spēkam vai spēku summai, kas uz to iedarbojas. To izsaka Huka likums, kas nosaka, ka spriegums ir vienāds ar elastīgo deformāciju, kas reizināta ar nemainīgu proporcionalitātes koeficientu, ko sauc par elastības moduli: s = eY, kur s ir spriegums, e ir elastības deformācija un Y ir elastības modulis. (Junga modulis). Vairāku metālu elastības moduļi ir parādīti tabulā. 1.

Izmantojot šīs tabulas datus, varat aprēķināt, piemēram, spēku, kas nepieciešams, lai izstieptu kvadrātveida šķērsgriezuma tērauda stieni ar malu 1 cm par 0,1% no tā garuma:

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

Ja metāla paraugam tiek pielietoti spriegumi, kas pārsniedz tā elastības robežu, tie izraisa plastisku (neatgriezenisku) deformāciju, kā rezultātā tā forma pastāvīgi mainās. Lielāks spriegums var izraisīt materiāla bojājumus.

Vissvarīgākais kritērijs, izvēloties metāla materiālu, kam nepieciešama augsta elastība, ir tecēšanas robeža. Labākajiem atsperu tēraudiem ir gandrīz tāds pats elastības modulis kā lētākajiem celtniecības tēraudiem, taču atsperu tēraudi spēj izturēt daudz lielākus spriegumus, līdz ar to arī daudz lielākas elastīgās deformācijas bez plastiskas deformācijas, jo tiem ir lielāka tecēšanas robeža.

Metāla materiāla plastiskās īpašības (pretēji elastīgajām īpašībām) var mainīt leģējot un termiski apstrādājot. Tādējādi, izmantojot līdzīgas metodes, dzelzs tecēšanas robežu var palielināt 50 reizes. Tīra dzelzs nonāk plūstamības stāvoklī jau pie 40 MPa spriegumiem, savukārt tēraudu, kas satur 0,5% oglekļa un vairākus procentus hroma un niķeļa, tecēšanas robeža pēc karsēšanas līdz 950 ° C un sacietēšanas var sasniegt 2000 MPa.

Kad metāla materiāls noslogota pāri tecēšanas robežai, tā turpina plastiski deformēties, bet deformācijas procesā kļūst cietāka, tā ka deformācijas tālākai palielināšanai nepieciešams arvien vairāk palielināt spriegumu. Šo parādību sauc par deformāciju vai mehānisku sacietēšanu (kā arī par darba sacietēšanu). To var demonstrēt, pagriežot vai atkārtoti saliekot metāla stiepli. Celma sacietēšana metāla izstrādājumi bieži veic rūpnīcās. loksnes misiņš, vara stieple, alumīnija stieņus var auksti velmēt vai auksti stiept līdz gala produktam nepieciešamajam cietības līmenim.

Stiepšanās.

Sakarība starp spriedzi un deformāciju materiāliem bieži tiek pārbaudīta, veicot stiepes testus, un šajā gadījumā tiek iegūta stiepes diagramma - grafiks, kurā deformācija ir attēlota pa horizontālo asi un spriegums - pa vertikālo asi (1. att. ). Lai gan spriegums samazina parauga šķērsgriezumu (un palielina tā garumu), spriegumu parasti aprēķina, attiecinot spēku uz sākotnējo šķērsgriezuma laukumu, nevis ar samazināto šķērsgriezuma laukumu, kas radītu patieso spriegumu. Mazām deformācijām tam nav lielas nozīmes, bet lielām deformācijām tas var radīt ievērojamu atšķirību. Attēlā 1. attēlā parādītas sprieguma-deformācijas līknes diviem materiāliem ar nevienlīdzīgu elastību. (Plastiskums ir materiāla spēja izstiepties bez iznīcināšanas, bet arī neatgriežoties sākotnējā formā pēc slodzes noņemšanas.) Abu līkņu sākotnējais lineārais posms beidzas tecēšanas sprieguma punktā, kur sākas plastiskā plūsma. Mazāk elastīgam materiālam diagrammas augstākais punkts, tā stiepes izturība, atbilst atteicei. Kaļamākam materiālam maksimālā stiepes izturība tiek sasniegta, kad šķērsgriezuma samazināšanās ātrums deformācijas laikā kļūst lielāks par deformācijas sacietēšanas ātrumu. Šajā pārbaudes posmā sākas kakla izgriešana (lokāls paātrināts šķērsgriezuma samazinājums). Lai gan parauga spēja izturēt slodzi samazinās, materiāls kaklā turpina nostiprināties. Pārbaude beidzas ar dzemdes kakla plīsumu.

Tipiskās lielumu vērtības, kas raksturo vairāku metālu un sakausējumu stiepes izturību, ir parādītas tabulā. 2. Ir viegli redzēt, ka šīs vērtības vienam un tam pašam materiālam var ievērojami atšķirties atkarībā no apstrādes.

2. tabula

2. tabula
Metāli un sakausējumi	Valsts	Ražas stiprums, MPa	Stiepes izturība, MPa	Pagarinājums, %
Viegls tērauds (0,2% C)	Karsti velmēti	300	450	35
Vidēja oglekļa tērauda (0,4% C, 0,5% Mn)	Rūdīts un rūdīts	450	700	21
Augstas izturības tērauds (0,4% C, 1,0% Mn, 1,5% Si, 2,0% Cr, 0,5% Mo)	Rūdīts un rūdīts	1750	2300	11
Pelēks čuguns	Pēc liešanas	–	175–300	0,4
Alumīnijs ir tehniski tīrs	Atkvēlināts	35	90	45
Alumīnijs ir tehniski tīrs	Cietuma rūdīts	150	170	15
Alumīnija sakausējums (4,5% Cu, 1,5% Mg, 0,6% Mn)	Novecošanās rūdīta	360	500	13
	Pilnībā atkvēlināts	80	300	66
Loksnes misiņš (70% Cu, 30% Zn)	Cietuma rūdīts	500	530	8
Volframs, stieple	Izvilkts līdz 0,63 mm diametram	2200	2300	2,5
Svins	Pēc liešanas	0,006	12	30

Saspiešana.

Elastīgās un plastiskās īpašības saspiešanas laikā parasti ir ļoti līdzīgas tām, kas novērotas saspiešanas apstākļos (2. att.). Sakarības līkne starp nosacīto spriegumu un nosacīto deformāciju saspiešanā iet virs atbilstošās spriedzes līknes tikai tāpēc, ka saspiešanas laikā parauga šķērsgriezums nevis samazinās, bet palielinās. Ja mēs uzzīmējam patieso spriegumu un patieso deformāciju pa grafa asīm, tad līknes praktiski sakrīt, lai gan sasprindzinājuma atteice notiek agrāk.

Cietība.

Materiāla cietība ir tā spēja izturēt plastisko deformāciju. Tā kā stiepes pārbaudei ir nepieciešams dārgs aprīkojums un augstas izmaksas laika, bieži izmanto vienkāršākus cietības testus. Pārbaudot, izmantojot Brinela un Rokvela metodes, metāla virsmā ar noteiktu slodzi un iekraušanas ātrumu tiek iespiests “ievilkums” (bumbiņas vai piramīdas formas gals). Pēc tam tiek izmērīts nospieduma izmērs (bieži tas tiek darīts automātiski) un pēc tā tiek noteikts cietības indekss (skaitlis). Jo mazāks nospiedums, jo lielāka ir cietība. Cietība un tecēšanas robeža zināmā mērā ir salīdzināmas īpašības: parasti, palielinoties vienam, palielinās arī otrs.

Var šķist, ka metāliskajos materiālos vienmēr ir vēlama maksimālā tecēšanas robeža un cietība. Faktiski tas tā nav, un ne tikai ekonomisku apsvērumu dēļ (cietēšanas procesi prasa papildu izmaksas).

Pirmkārt, materiāli ir jāveido dažādos izstrādājumos, un tas parasti tiek darīts, izmantojot procesus (velmēšana, štancēšana, presēšana), kuros liela nozīme ir plastiskajai deformācijai. Pat apstrādājot plkst metāla griešanas mašīna plastiskā deformācija ir ļoti nozīmīga. Ja materiāla cietība ir pārāk augsta, tad, lai iegūtu vēlamo formu, ir nepieciešams pārāk liels spēks, kā rezultātā griezējinstrumenti ātri nolietojas. Šāda veida grūtības var samazināt, apstrādājot metālus paaugstinātā temperatūrā, kad tie kļūst mīkstāki. Ja karstā apstrāde nav iespējama, tad tiek izmantota metāla atkausēšana (lēna karsēšana un dzesēšana).

Otrkārt, metāla materiālam kļūstot cietākam, tas parasti zaudē savu elastību. Citiem vārdiem sakot, materiāls kļūst trausls, ja tā tecēšanas robeža ir tik augsta, ka plastiskā deformācija nenotiek līdz tiem spriegumiem, kas nekavējoties izraisa bojājumus. Projektētājam parasti ir jāizvēlas daži vidējie cietības un elastības līmeņi.

Trieciena stiprums un trauslums.

Stingrība ir pretējs trauslumam. Tā ir materiāla spēja pretoties iznīcināšanai, absorbējot trieciena enerģiju. Piemēram, stikls ir trausls, jo nespēj absorbēt enerģiju plastiskās deformācijas rezultātā. Ar tikpat asu triecienu uz mīksta alumīnija loksni lieli spriegumi nerodas, jo alumīnijs spēj plastiski deformēties, kas absorbē trieciena enerģiju.

Metālu triecienizturības pārbaudei ir daudz dažādu metožu. Izmantojot Charpy metodi, prizmatisks metāla paraugs ar iecirtumu tiek pakļauts ievilkta svārsta triecienam. Parauga iznīcināšanai patērēto darbu nosaka attālums, par kādu svārsts novirzās pēc trieciena. Šādi testi liecina, ka tēraudi un daudzi metāli uzvedas kā trausli zemā temperatūrā, bet kā plastiski paaugstinātā temperatūrā. Pāreja no trauslas uz elastīgu uzvedību bieži notiek diezgan šaurā diapazonā temperatūras diapazons, kuras viduspunktu sauc par trauslā-kaļas pārejas temperatūru. Arī citi trieciena testi norāda uz šādas pārejas esamību, taču izmērītā pārejas temperatūra katrā testā atšķiras atkarībā no iecirtuma dziļuma, parauga izmēra un formas, kā arī trieciena slodzes metodes un ātruma. Tā kā neviens testu veids neatkārto visu darbības apstākļu diapazonu, trieciena testi ir vērtīgi tikai ar to, ka tie ļauj salīdzināt dažādus materiālus. Tomēr tie sniedza daudz svarīgas informācijas par sakausēšanas, ražošanas metožu un termiskās apstrādes ietekmi uz jutīgumu pret trauslumu. Pārejas temperatūra tēraudiem, mērot ar Charpy V-notch metodi, var sasniegt +90°C, bet ar atbilstošām leģējošām piedevām un termisko apstrādi to var pazemināt līdz -130°C.

Trauslais tērauda lūzums ir bijis daudzu negadījumu cēlonis, piemēram, negaidīti cauruļvadu pārrāvumi, spiedtvertņu un uzglabāšanas tvertņu eksplozijas un tiltu sabrukumi. Starp visvairāk slaveni piemēri– liels skaits Liberty tipa jūras kuģu, kuriem kuģošanas laikā negaidīti atdalījās korpuss. Kā parādīja izmeklēšana, Liberty kuģu atteice bija jo īpaši saistīta ar nepareizu metināšanas tehnoloģiju, kas atstāja iekšēju spriegumu, un sliktu sastāva kontroli. metināt un dizaina defekti. Laboratorijas pārbaudēs iegūtā informācija ir ievērojami samazinājusi šādu negadījumu iespējamību. Dažu materiālu, piemēram, volframa, silīcija un hroma, trauslā-kaļamā pārejas temperatūra, normāli apstākļi ievērojami augstāka par istabas temperatūru. Šādi materiāli parasti tiek uzskatīti par trausliem un var būt nepieciešamo formu plastiskas deformācijas dēļ ir iespējama tikai sildot. Tajā pašā laikā varš, alumīnijs, svins, niķelis, dažas kategorijas nerūsējošie tēraudi un citi metāli un sakausējumi parasti nekļūst trausli, kad temperatūra pazeminās. Lai gan par trausliem lūzumiem jau ir zināms daudz, šī parādība vēl nav pilnībā izprasta.

Nogurums.

Nogurums ir konstrukcijas atteice ciklisku slodžu ietekmē. Kad daļa ir saliekta vienā vai otrā virzienā, tās virsmas pārmaiņus tiek pakļautas saspiešanai un spriedzei. Pie pietiekami liela slodzes ciklu skaita lūzumu var izraisīt spriegumi, kas ir ievērojami mazāki par tiem, pie kuriem rodas atteice vienas slodzes gadījumā. Mainīgie spriegumi izraisa lokālu materiāla plastisko deformāciju un deformācijas sacietēšanu, kā rezultātā laika gaitā parādās nelielas plaisas. Sprieguma koncentrācija pie šādu plaisu galiem izraisa to augšanu. Sākumā plaisas aug lēni, bet, samazinoties slodzi nesošajam šķērsgriezumam, palielinās spriegumi plaisu galos. Šajā gadījumā plaisas aug arvien ātrāk un, visbeidzot, acumirklī izplatās visā detaļas šķērsgriezumā. Skatīt arī IZNĪCINĀŠANAS MEHĀNISMI.

Nogurums neapšaubāmi ir visizplatītākais strukturālo bojājumu cēlonis ekspluatācijas apstākļos. Īpaši jutīgas pret to ir mašīnas daļas, kas darbojas cikliskās slodzes apstākļos. Lidmašīnu nozarē nogurums izrādās ļoti svarīga problēma vibrācijas dēļ. Lidmašīnas un helikoptera daļas ir regulāri jāpārbauda un jāmaina, lai izvairītos no noguruma kļūmēm.

Ložņu.

Šļūde (vai šļūde) ir lēna metāla plastiskās deformācijas palielināšanās pastāvīgas slodzes ietekmē. Līdz ar gaisu elpojošu dzinēju parādīšanos, gāzes turbīnas un raķetes, materiālu īpašības paaugstinātā temperatūrā sāka kļūt arvien svarīgākas. Daudzās tehnoloģiju jomās turpmāko attīstību kavē ierobežojumi, kas saistīti ar materiālu mehāniskajām īpašībām augstā temperatūrā.

Normālā temperatūrā plastiskā deformācija tiek konstatēta gandrīz uzreiz, tiklīdz tiek piemērots atbilstošs spriegums, un pēc tam nedaudz palielinās. Paaugstinātā temperatūrā metāli ne tikai kļūst mīkstāki, bet arī deformējas tā, ka laika gaitā deformācija turpina palielināties. Šī laika atkarīgā deformācija jeb šļūde var ierobežot to konstrukciju kalpošanas laiku, kurām ilgstoši jādarbojas paaugstinātā temperatūrā.

Jo lielāks spriegums un augstāka temperatūra, jo lielāks ir šļūdes ātrums. Tipiskas šļūdes līknes ir parādītas attēlā. 3. Pēc straujas (nestabilas) šļūdes sākuma stadijas šis ātrums samazinās un kļūst gandrīz nemainīgs. Pirms neveiksmes šļūdes ātrums atkal palielinās. Temperatūra, kurā šļūde kļūst kritiska, dažādiem metāliem ir atšķirīga. Tālruņu kompānijas ir nobažījušās par slīdēšanu gaisvadu kabeļi svina apvalkā, kas darbojas normālā temperatūrā vidi; tajā pašā laikā daži īpaši sakausējumi var darboties 800 ° C temperatūrā bez pārmērīgas šļūdes.

Detaļu kalpošanas laiku šļūdes apstākļos var noteikt vai nu pēc maksimālās pieļaujamās deformācijas vai lūzuma, un projektētājam vienmēr jāpatur prātā šīs divas iespējas. Materiālu piemērotību tādu produktu ražošanai, kas paredzēti ilgstošai darbībai paaugstinātā temperatūrā, piemēram, turbīnu lāpstiņas, ir grūti iepriekš novērtēt. Testēšana uz ilgumu, kas vienāds ar paredzamo kalpošanas laiku, bieži ir nepraktiska, un īstermiņa (paātrināto) testu rezultātus nav viegli ekstrapolēt uz ilgākiem periodiem, jo ​​atteices modelis var mainīties. Lai gan supersakausējumu mehāniskās īpašības tiek pastāvīgi uzlabotas, metāla fiziķiem un materiālu zinātniekiem vienmēr būs izaicinājums radīt materiālus, kas spēj izturēt pat augstāku temperatūru. Skatīt arī FIZISKĀ METĀLA ZINĀTNE.

KRISTĀLU STRUKTŪRA

Iepriekš mēs apspriedām vispārīgos metālu uzvedības modeļus mehānisko slodžu ietekmē. Lai labāk izprastu atbilstošās parādības, ir jāņem vērā metālu atomu struktūra. Visi cietie metāli ir kristāliskas vielas. Tie sastāv no kristāliem jeb graudiem, kuru atomu izvietojums atbilst regulāram trīsdimensiju režģim. Metāla kristālisko struktūru var uzskatīt par tādu, kas sastāv no atomu plaknēm vai slāņiem. Kad tiek pielietots bīdes spriegums (spēks, kas liek divām blakus esošām metāla parauga plaknēm slīdēt viena pret otru pretējos virzienos), viens atomu slānis var pārvietoties visu starpatomu attālumu. Šāda nobīde ietekmēs virsmas formu, bet ne kristāla struktūru. Ja viens slānis pārvieto daudzus starpatomiskus attālumus, uz virsmas veidojas “solis”. Lai gan atsevišķi atomi ir pārāk mazi, lai tos redzētu mikroskopā, slīdēšanas rezultātā izveidotie soļi ir skaidri redzami zem mikroskopa un tiek saukti par slīdēšanas līnijām.

Parastie metāla priekšmeti, ar kuriem sastopamies ikdienā, ir polikristāliski, t.i. sastāv no liela skaita kristālu, no kuriem katram ir sava atomu plakņu orientācija. Parasta polikristāliskā metāla deformācijai ir kopīgs ar viena kristāla deformāciju, ka tā notiek, slīdot pa atomu plaknēm katrā kristālā. Ievērojama veselu kristālu slīdēšana gar to robežām tiek novērota tikai šļūdes apstākļos paaugstinātā temperatūrā. Vidējais izmērs viens kristāls vai graudiņš var būt no vairākām tūkstošdaļām līdz vairākām desmitdaļām centimetru. Smalkāks graudu izmērs ir vēlams, jo smalkgraudainam metālam ir labākas mehāniskās īpašības nekā rupji graudainiem metāliem. Turklāt smalkgraudaini metāli ir mazāk trausli.

Slīdēšana un dislokācijas.

Slīdošie procesi tika sīkāk pētīti uz laboratorijā audzētiem metālu monokristāliem. Izrādījās ne tikai tas, ka slīdēšana notiek noteiktos konkrētos virzienos un parasti pa labi noteiktām plaknēm, bet arī tas, ka monokristāli tiek deformēti pie ļoti zemiem spriegumiem. Vienkristālu pāreja šķidrā stāvoklī sākas alumīnijam pie 1 un dzelzs pie 15–25 MPa. Teorētiski šai pārejai abos gadījumos jānotiek pie sprieguma apm. 10 000 MPa. Šī neatbilstība starp eksperimentālajiem datiem un teorētiskajiem aprēķiniem ir bijusi svarīga problēma daudzus gadus. 1934. gadā Teilors, Polanyi un Orovans ierosināja skaidrojumu, kas balstīts uz ideju par kristāla struktūras defektiem. Viņi ierosināja, ka slīdēšanas laikā atomu plaknē kādā brīdī vispirms notiek pārvietošanās, kas pēc tam izplatās pa visu kristālu. Robeža starp nobīdītajiem un nenobīdītajiem apgabaliem (4. att.) ir kristāla struktūras lineārs defekts, ko sauc par dislokāciju (attēlā šī līnija iestiepjas kristālā perpendikulāri figūras plaknei). Kad kristālam tiek piemērots bīdes spriegums, dislokācija pārvietojas, izraisot tā slīdēšanu pa plakni, kurā tas atrodas. Kad ir izveidojušies dislokācijas, tie ļoti viegli pārvietojas pa kristālu, kas izskaidro monokristālu “maigumu”.

Metāla kristāli parasti satur daudz dislokāciju (kopējais dislokāciju garums vienā atlaidināta metāla kristāla kubikcentimetrā var būt vairāk nekā 10 km). Bet 1952. gadā Bell Telephone Corporation laboratorijas zinātnieki, pārbaudot ļoti plānu alvas ūsu kristālu (ūsu) lieci, sev par pārsteigumu atklāja, ka šādu kristālu lieces izturība ir tuvu perfektu kristālu teorētiskajai vērtībai. Vēlāk tika atklātas ļoti spēcīgas daudzu citu metālu ūsas. Tiek uzskatīts, ka tik liela stiprība ir saistīta ar to, ka šādos kristālos vai nu vispār nav izmežģījumu, vai arī tie iet visā kristāla garumā.

Temperatūras ietekme.

Paaugstinātas temperatūras ietekmi var izskaidrot, balstoties uz idejām par dislokācijām un graudu struktūru. Daudzas deformācijas rūdīta metāla kristālos izkropļo kristāla režģi un palielina kristāla enerģiju. Kad metāls uzsilst, atomi kļūst kustīgi un pārkārtojas jaunos, ideālākos kristālos, kuros ir mazāk dislokāciju. Šī pārkristalizācija ir saistīta ar mīkstināšanu, kas tiek novērota metālu atkausēšanas laikā.

www.krugosvet.ru

Younga moduļu tabula. Elastības modulis. Younga moduļa definīcija.

PROBLĒMU GRĀMATA ONL@YN BIBLIOTĒKA 1 BIBLIOTĒKA 2 Piezīme. Elastības moduļa vērtība ir atkarīga no struktūras, ķīmiskais sastāvs un materiāla apstrādes metodi. Tāpēc E vērtības var atšķirties no tabulā norādītajām vidējām vērtībām.

Younga moduļu tabula. Elastības modulis. Younga moduļa definīcija. Drošības faktors. Younga moduļu tabula Materiāls Materiāls Alumīnijs 70 7000 Leģētie tēraudi 210-220 21000-22000 Betons 3000 Oglekļa tēraudi 200-210 20000-2100 Koksne (gar graudu) 10-12 1000-1200 Stikls 56 5600 Koksne (pāri graudiem) 0,5-1,0 50-100 Organiskais stikls 2,9 290 Dzelzs 200 2000 Titāns 112 11200 Zelts 79 7900 Chromium 240-250 24000-25000 Magnijs 44 4400 Cinks 80 8000 Varš 110 11000 Pelēks čuguns 115-150 11500-15000 Svins 17 1700 Materiāla stiepes izturība Pieļaujamā mehāniskā spriedze dažos materiālos (stiepes) Drošības faktors Turpinājums sekos...

www.kilomol.ru

Elastības moduļi un Puasona koeficienti dažiem materiāliem 013

Mobilā betona rūpnīca uz šasijas

Kādā dziļumā jālej pamats mājai?

Materiāls	Elastības modulis, MPa		Puasona koeficients
	Younga modulis E	Bīdes modulisG
Baltais čuguns, pelēkais kaļamais čuguns	(1,15...1,60) 105 1,55 105	4,5·104 -	0,23...0,27 -
Oglekļa tērauds Leģētais tērauds	(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
Velmēts varš Auksti stiepts varš Lietais varš	1,1 105 1,3 105 0,84 105	4,0 104 4,9 104 —	0,31...0,34 - -
Valcēta fosfora bronza Valcēta mangāna bronza Lieta alumīnija bronza	1,15 105 1,1 105 1,05 105	4,2 104 4,0 104 4,2 104	0,32...0,35 0,35 -
Auksti stiepts misiņš Velmēts kuģu misiņš	(0,91...0,99) 105 1,0 105	(3,5...3,7) 104 -	0,32...0,42 0,36
Velmēts alumīnijs Izvilkta alumīnija stieple Velmēta duralumīnija	0,69 105 0,7 105 0,71 105	(2,6...2,7) 104 - 2,7 104	0,32...0,36 - -
Velmēts cinks	0,84 105	3.2·104	0,27
Svins	0,17 105	0,7 104	0,42
Ledus	0,1 105	(0,28...0,3) 104	-
Stikls	0,56 105	0,22 104	0,25
Granīts	0,49 105	-	-
Kaļķakmens	0,42 105	-	-
Marmors	0,56 105	-	-
Smilšakmens	0,18 105	-	-
Granīta mūris Kaļķakmens mūris Ķieģeļu mūris	(0,09...0,1) 105 0,06 105 (0,027...0,030) 105	- - -	- - -
Betons pie maksimālās stiprības, 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
Koks pa graudiem Koks pāri graudam

 

---

Lasīt:
Lielhercoga pils Aleksandrovkas muižā Anglijas krastmalā Russian Seven Izdevniecība Russian Seven Kā aprēķināt palielinājumu Īpašuma nodokļa likme 1s 8 Kas ir apstākļa vārds krievu valodā, uz kādiem jautājumiem tas atbild?