Прочность при растяжении это

прочность при растяжении - это... Что такое прочность при растяжении?

прочность при растяжении в продольном (поперечном) направлении RLR (RTR): максимальное растягивающее усилие при одноосном растяжении образца в направлении длины (ширины) материала с постоянной скоростью растяжения, отнесенное к ширине образца (выражается в кН/м, определяется по методике п. Б.1 Приложения Б);

3.6 прочность при растяжении: Максимальная нагрузка на единицу ширины, наблюдаемая во время испытания, при котором образец растягивается до разрыва.

3.8 прочность при растяжении: Максимальная нагрузка на единицу ширины, наблюдаемая во время испытания, при котором образец растягивается до разрыва.

3.7 прочность при растяжении: Максимальная нагрузка на единицу ширины, наблюдаемая во время испытания, при котором образец растягивается до разрыва.

7.3 прочность при растяжении: Максимальное напряжение при растяжении образца при разрыве.

Смотри также родственные термины:

3.2.8 прочность при растяжении af , кН/м (tensile strength): Максимальная нагрузка на единицу ширины, наблюдаемая вовремя испытания, при котором образец растягивается до разрыва.

Определения термина из разных документов: прочность при растяжении af

3.4.80 прочность при растяжении бумаги или картона при нулевом расстоянии между зажимами: Величина прочности при растяжении, измеренная при нулевом расстоянии между зажимами.

3.1 прочность при растяжении параллельно лицевым поверхностям (tensile strength parallel to faces) st: Отношение максимального значения силы, действующей при растяжении образца параллельно лицевым поверхностям, к площади поперечного сечения рабочего участка образца.

3.1 прочность при растяжении параллельно лицевым поверхностям (tensile strength parallel to faces) σt:Отношение максимального значения силы, действующей при растяжении образца параллельно лицевым поверхностям, к площади поперечного сечения рабочего участка образца.

3.1 прочность при растяжении перпендикулярно к лицевым поверхностям (tensile strength perpendicular to faces) smt: Отношение максимального значения силы растяжения, действующей перпендикулярно к лицевым поверхностям образца, к площади поперечного сечения образца.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

normative_reference_dictionary.academic.ru

прочность при растяжении

прочность при растяжении иначе предел прочности (англ. tensile strength) — наибольшее напряжение, которое регистрируется при растяжении образца до его разрушения.

Прочность при растяжении – частный случай разрушения твердого тела, т.е. разрушения его на части. В отсутствие дефектов типа дислокаций и трещин предельное напряжение растягиваемого стержня дается величиной так называемой теоретической (или точнее — идеальной) прочности, равной по порядку величины 1/10 модуля Юнга. Однако реальные материалы разрушаются в этих условиях либо в результате роста трещины (хрупкое разрушение), либо как следствие потери устойчивости пластической деформации (образование шейки). В любом случае, прочность имеет размерность напряжения (МПа, кгс/мм2), которое определяется отношением силы к площади поперечного сечения стержня.

Прочность при растяжении является важной технической характеристикой конструкционного материала. Во многих случаях, более важной характеристикой является удельная прочность – отношение величины прочности к плотности; это отношение имеет размерность квадрата скорости и является оценкой применимости материала в элементах конструкций, нагружаемых центробежными силами. Часто используют отношение величины прочности к удельному весу, имеющее размерность длины (предельная длина подвешенного стержня, разрушаемого собственным весом).

Авторы

Горячева Ирина Георгиевна
Милейко Сергей Тихонович

Источники

Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела – М.: Наука, 1979.
Феодосьев В.И. Сопротивление материалов – М.: Наука, 1970.

thesaurus.rusnano.com

3.2.4 Прочность слоя при продольном растяжении и сжатии

На рис. 3.23 представлена модель однонаправленного слоя, нагруженная растягивающим напряжением, направленным вдоль волокон.

Рис. 3.23 Модель однонаправленного слоя для определения

прочности при растяжении

Определяющие уравнения выводятся из условия равновесия сил в направлении волокон. Получим

(3.14)

где

А - площадь сечения однонаправленного слоя,

А в, А м - площади, занятые соответственно волокнами и матрицей.

Разделим левую и правую части на площадь сечения однонаправленного слоя А:

(3.15)

Считаем, что деформации в компонентах следуют закону Гука и слой деформируется однородно, т.е.

(3.16)

Полагаем также, что предельное относительное удлинение матрицы больше, чем предельное удлинение волокон

(3.17)

При разрушении однонаправленного слоя при растяжении относительная деформация матрицы равна предельному удлинению волокна .

Согласно (3.16) принимаем

В результате получим

(3.18)

Выразим через закон Гука

Окончательно получим

(3.19)

В выражениях (3.14)-(3.19) приняты следующие обозначения:

- разрушающее напряжение в направлении армирования для однонаправленного композита; - разрушающее напряжение для пучка волокон; - объемная доля волокон (коэффициент армирования); Ем , Ев - модули упругости матрицы и армирующего материала соответственно.

Разрушающее напряжение, вычисленное по уравнению (3.19), лишь приближенно характеризует прочность однонаправленного слоя, но оно показывает влияние характеристик компонент, объемного содержания на прочность композита. Тем не менее уравнение (3.19) широко применяется при проектировании сосудов давления, изготавливаемых намоткой волокон.

Прочность слоя при продольном сжатии

Вывод уравнения прочности слоя при сжатии подобен выводу уравнения при растяжении и имеет вид, аналогичный вышерассмотренному. Когда прочность композита на сжатие определяется волокнами, уравнение имеет вид

(3.20)

а когда определяется прочностью матрицы,

(3.21)

Здесь - прочность однонаправленного слоя при сжатии вдоль волокон;- прочности волокон и матрицы при сжатии соответственно;- предельные удлинения разрушения при сжатии соответственно волокон и матрицы.

Уравнения (3.20) и (3.21) дают довольно грубую оценку прочности слоя при продольном сжатии. Однако некоторые экспериментальные данные на углепластиках с эпоксидной матрицей показывают, что уравнение (3.20) может предсказывать результаты в разумных пределах [13].

3.2.5 Прочность слоя при поперечном растяжении, сжатии

и внутрислойном сдвиге

Для предсказания прочностей однонаправленного слоя при поперечном растяжении , сжатиии внутрислойном сдвигепредложено два метода :

1. Метод, опирающийся на допущения сопротивления материалов, в котором считается, что прочности слоя ,иопределяются прочностью наиболее слабого звена в композите. Слабым звеном может быть матрица, когда ее прочность меньше прочности сцепления и меньше поперечной прочности. Слабым звеном может быть прочность сцепления волокна и матрицы, когда прочность сцепления меньше прочности матрицы и волокна.

Часто используется подход, в котором считается, что прочности слоя определяются соответствующими прочностями матрицы, уменьшенными с учетом коэффициентов концентрации напряжений либо коэффициентов концентрации деформаций.

2. Метод, предполагающий, что прочности слоя определяются наиболее опасным напряженно-деформированным состоянием в точке матрицы или волокна, согласно одному из критериев разрушения [33]. Наибольшие напряжения и деформации в точке матрицы или волокна находятся на основе методов теории упругости или развитых в настоящее время вычислительных методов конечных элементов.

Рассмотрим подходы, опирающиеся на модели сопротивления материалов. Эти модели основаны на следующих допущениях:

идеальная связь между компонентами;
равномерное упорядоченное расположение волокон;
линейные соотношения напряжение-деформация для обоих компонентов;
совпадение свойств компонентов в композите со свойствами, определенными на отдельных макрообразцах;
пренебрежение остаточными напряжениями;
равенство упругих характеристик при растяжении, сжатии.

На рис. 3.24 представлена модель поперечного нагружения периодически повторяющегося элемента равномерно распределенным напряжением .

Рис. 3.24 Модель поперечного нагружения периодически

повторяющегося элемента (а) равномерно распределенным

напряжением (б)

На этом же рисунке показана эпюра распределения напряжений в матрице с учетом концентрации напряжений (в).

Уравнение для максимального коэффициента концентрации напряжений К22 в матрице имеет вид [13]

(3.22)

На рис. 3.25 дано графическое представление уравнения (3.22) для композита с .

Прочность однонаправленногослоя при поперечном растяжении получается из уравнения (3.22), если принять

(3.23)

где - предел прочности матрицы на растяжении, аК22 находится из уравнения (3.22) или по рис. (3.25).

Рис. 3.25 Коэффициенты концентрации напряжений

при поперечном нагружении ()

Аналогично определяется прочность слоя при поперечном сжатии :

(3.24)

где - предел прочности матрицы на сжатие, аК22 находится из (3.22).

Выражение для коэффициента концентрации напряжений для внутрислойной сдвиговой прочности имеет вид уравнения (3.22) и получается простой заменой в (3.22) цифровых индексов 2 на 12, Е на G и  на .

(3.25)

Прочность слоя при внутрислойном сдвиге определяется выражением

где - предел прочности на сдвиг матрицы.

Коэффициент К12 можно определить по рисунку, если .

studfiles.net

Предел прочности стали

Прочность металлических конструкций – один из важнейших параметров, определяющих их надежность и безопасность. Издревле вопросы прочности решались опытным путем — если какое-либо изделие ломалось — то следующее делали толще и массивнее. С 17 века ученые начали планомерное исследование проблемы, прочностные параметры материалов и конструкций из них можно рассчитать заранее, на этапе проектирования. Металлурги разработали добавки, влияющие на прочность стальных сплавов.

Предел прочности стали

Предел прочности

Предел прочности — это максимальное значение напряжений, испытываемых материалом до того, как он начнет разрушаться. Его физический смысл определяет усилие растяжения, которое нужно приложить к стрежневидному образцу определенного сечения, чтобы разорвать его.

Каким образом производится испытание на прочность

Прочностные испытания на сопротивление разрыву проводятся на специальных испытательных стендах. В них неподвижно закрепляется один конец испытываемого образца, а к другому присоединяют крепление привода, электромеханического или гидравлического. Этот привод создает плавно увеличивающее усилие, действующее на разрыв образца, или же на его изгиб или скручивание.

Испытание на разрыв

Электронная система контроля фиксирует усилие растяжения и относительное удлинение, и другие виды деформации образца.

Виды пределов прочности

Предел прочности — один из главных механических параметров стали, равно как и любого другого конструкционного материала.

Эта величина используется при прочностных расчетах деталей и конструкций, судя по ней, решают, применим ли данный материал в конкретной сфере или нужно подбирать более прочный.

Различают следующие виды предела прочности при:

сжатии — определяет способность материала сопротивляться давлению внешней силы;
изгибе — влияет на гибкость деталей;
кручении – показывает, насколько материал пригоден для нагруженных приводных валов, передающих крутящий момент;
растяжении.

Виды испытаний прочности материалов

Научное название параметра, используемое в стандартах и других официальных документах — временное сопротивление разрыву.

На сегодняшний день сталь все еще является наиболее применяемым конструкционным материалом, понемногу уступая свои позиции различным пластмассам и композитным материалам. От корректного расчета пределов прочности металла зависит его долговечность, надежность и безопасность в эксплуатации.

Предел прочности стали зависит от ее марки и изменяется в пределах от 300 Мпа у обычной низкоуглеродистой конструкционной стали до 900 Мпа у специальных высоколегированных марок.

На значение параметра влияют:

химический состав сплава;
термические процедуры, способствующие упрочнению материалов: закалка, отпуск, отжиг и т.д.

Некоторые примеси снижают прочность, и от них стараются избавляться на этапе отливки и проката, другие, наоборот, повышают. Их специально добавляют в состав сплава.

Кроме предела прочности, в инженерных расчетах широко применяется связанное с ним понятие-предел текучести, обозначаемый σт. Он равен величине напряжения сопротивления разрыву, которое необходимо создать в материале, для того, чтобы деформация продолжала расти без наращивания нагрузки. Это состояние материала непосредственно предшествует его разрушению.

На микроуровне при таких напряжениях начинают рваться межатомные связи в кристаллической решетке, а на оставшиеся связи увеличивается удельная нагрузка.

Общие сведения и характеристики сталей

С точки зрения конструктора, наибольшую важность для сплавов, работающих в обычных условиях, имеют физико-механические параметры стали. В отдельных случаях, когда изделию предстоит работать в условиях экстремально высоких или низких температур, высокого давления, повышенной влажности, под воздействием агрессивных сред — не меньшую важность приобретают и химические свойства стали. Как физико-механические, так и химические свойства сплавов во многом определяются их химическим составом.

Влияние содержание углерода на свойства сталей

По мере увеличения процентной доли углерода происходит снижение пластичности вещества с одновременным ростом прочности и твердости. Этот эффект наблюдается до приблизительно 1% доли, далее начинается снижение прочностных характеристик.

Повышение доли углерода также повышает порог хладоемкости, это используется при создании морозоустойчивых и криогенных марок.

Влияние углерода на механические свойства стали

Рост содержания С приводит к ухудшению литейных свойств, отрицательно влияет на способность материала к механической обработке.

Добавки марганца и кремния

Mn содержится в большинстве марок стали. Его применяют для вытеснения из расплава кислорода и серы. Рост содержания Mn до определенного предела (2%) улучшает такие параметры обрабатываемости, как ковкость и свариваемость. После этого предела дальнейшее увеличение содержания ведет к образованию трещин при термообработке.

Влияние кремния на свойства сталей

Si применяется в роли раскислителя, используемого при выплавке стальных сплавов и определяет тип стали. В спокойных высокоуглеродистых марках должно содержаться не более 0,6% кремния. Для полуспокойных марок этот предел еще ниже — 0,1 %.

При производстве ферритов кремний увеличивает их прочностные параметры, не понижая пластичности. Этот эффект сохраняется до порогового содержания в 0,4%.

Влияние легирующих добавок на свойства стали

В сочетании с Mn или Mo кремний способствует росту закаливаемости, а вместе с Сг и Ni повышает коррозионную устойчивость сплавов.

Азот и кислород в сплаве

Эти самые распространенные в земной атмосфере газы вредно влияют на прочностные свойства. Образуемые ими соединения в виде включений в кристаллическую структуру существенно снижают прочностные параметры и пластичность.

Легирующие добавки в составе сплавов

Это вещества, намеренно добавляемые в расплав для улучшения свойств сплава и доведения его параметров до требуемых. Одни из них добавляются в больших количествах (более процента), другие — в очень малых. Наиболее часто применяю следующие легирующие добавки:

Хром. Применяется для повышения прокаливаемости и твердости. Доля – 0,8-0,2%.
Бор. Улучшает хладноломкость и радиационную стойкость. Доля – 0,003%.
Титан. Добавляется для улучшения структуры Cr-Mn сплавов. Доля – 0,1%.
Молибден. Повышает прочностные характеристики и коррозионную стойкость, снижает хрупкость. Доля – 0,15-0,45%.
Ванадий. Улучшает прочностные параметры и упругость. Доля – 0,1-0,3%.
Никель. Способствует росту прочностных характеристик и прокаливаемости, однако при этом ведет к увеличению хрупкости. Этот эффект компенсируют одновременным добавлением молибдена.

Металлурги используют и более сложные комбинации легирующих добавок, добиваясь получения уникальных сочетаний физико-механических свойств стали. Стоимость таких марок в несколько раз (а то и десятков раз) превышает стоимость обычных низкоуглеродистых сталей. Применяются они для особо ответственных конструкций и узлов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru