Диаграмма растяжения

Прежде чем исходные данные по напряжениям поступят в справочную литературу, их надо получить. Получают их, проводя серии испытаний на образцах из данного материала. Первый вид испытаний – это испытание на разрыв. Образец закрепляется в разрывной машине и растягивается до полного разрушения. При этом фиксируются сила и деформация образца. Большинство материалов, с которыми нам приходится сталкиваться (стали, алюминиевые и медные сплавы и др.) относятся к группе упруго-пластичных материалов. Их диаграмма растяжения выглядит, как показано на рис.1.4а. Сначала деформация растет пропорционально силе, затем резкое увеличение деформации (текучесть материала), снова сопротивление и разрыв

образца.

а) Рис.1 б)

В виде а) информация потребителю не нужна, поэтому диаграмма перестраивается в координатах σ и ε – относительная деформация.

На диаграмме выделяются 3 характерных точки σ_пц – предел пропорциональности, σ_Т – предел текучести и

σ_в - временное сопротивление или предел прочности.

После обработки результатов испытаний в справочную литературу передаются данные, имеющие наименьшую погрешность – это в первую очередь σ_в, затем σ_Т, а σ_пц вы можете встретить крайне редко, только в специальной литературе.

А теперь внимательно посмотрите на диаграмму и ответьте на вопрос, какие напряжения Вы можете брать в качестве допустимых? σ_в – очевидно нет, поскольку Вы заведомо закладываете в конструкцию ее разрушение; σ_Т - крайне не желательно, при этих напряжениях в конструкции возникнут значительные, необратимые пластические деформации; σпц – можно, только Вам его никто не дал. Получается замкнутый круг, что дано – брать нельзя, а что можно брать – то не дано. Выход из этого круга Вам предлагают искать самим.

[σ] = σ_в/n, (1.1)

где n = 1,2 … 10 – коэффициент запаса прочности.

В каждом конкретном случае Вам самим придется решать, какой коэффициент запаса прочности выбрать. Возьмете маленький коэффициент – конструкция будет легкой, но может разрушиться. Возьмете большой коэффициент – конструкция может оказаться слишком громоздкой и тяжелой. Поиск компромиса – довольно серьезная проблема. Очень многое будет зависеть от условий, в которых будет работать Ваше изделие с точки зрения опасности. Например, Вам нужно спроектировать две однотипных тележки, только одна предназначена для дачи, а на другой будут перевозить бутыли с сверхядовитым веществом и поломка этой тележки чревата катастрофическими последствиями. Одинаковый ли коэффициент запаса прочности Вы возьмете в этих случаях?

Коэффициент запаса прочности – это Ваш опыт, страх и риск.

Могу Вам дать только небольшой совет.

Условия работы конструкции:

неопасные n = 1,2 … 2,5;

средней опасности n = 2,5 … 5;

повышенной и высокой опасности n = 5 … 10 и более.

На данный момент Вы уже многое знаете. Знаете, что такое напряжение, какие виды напряжений бывают, можете определить внутренние силы, можете решить вопрос с допустимыми напряжениями. Вы готовы к решению прочностных задач. Поэтому перейдем к рассмотрению конкретных видов деформаций.