Модулът на деформация на стоманата и нейната еластичност

Общи понятия

Модулът на еластичност (модулът на Young) е индикатор за механичните свойства на материала, който характеризира неговата устойчивост на щам на щам. С други думи, това е пластичността на материала. Колкото по-висок модул на еластичност, по-малко ще бъде участък прът при равни други товар (площ на напречното сечение, количеството на натоварване, и други).

Модулът на Йънг в теорията на еластичността се обозначава с буквата Е. Той е компонент на закона на Хук (за деформация на еластичните тела). Тази стойност свързва стреса, възникващ в извадката и нейната деформация.

Тази стойност се измерва в съответствие със стандартната международна система от единици в MPa (Megapascal). Но инженерите на практика са по-склонни да използват размера kgf / cm2.

Експериментално този показател се определя в научните лаборатории. Същността на този метод е разкъсването на образци, подобни на гирата, на специално оборудване. След като научиха удължаването и напрежението, при което образецът се срина, те разделят променливите данни един в друг. Полученото количество u е модулът за еластичност на Young.

По този начин се определя само модулът на Young от еластични материали: мед, стомана и т.н. И крехките материали се компресират, докато се появят пукнатини: бетон, чугун и други подобни.

Механични свойства

Само когато работите върху напрежение или компресия, модулът на еластичността на Young помага да се долови поведението на даден материал. Но при огъване, рязане, раздробяване и други товари ще трябва да въведете допълнителни параметри:

1. Стегнатостта е продукт на профила на напречното сечение на модула на еластичност. Чрез тази стойност може да се прецени пластичността на структурното звено като цяло, а не на материала отделно. Единицата на измерване е килограми сила.
2. Надлъжното удължение е съотношението на абсолютно удължаване на материала на пробата към нейната обща дължина. Например, пръчка с дължина от 200 милиметра прилага известна сила. В резултат на това се скъсява с 5 милиметра. В резултат на това, относителното удължение ще бъде 0.05. Това количество е безразмерно. За по-удобно възприятие, понякога се превежда като процент.
3. Напречното удължение се изчислява по същия начин като надлъжното удължение, но вместо дължината се взема диаметърът на пръта. Експериментално е установено, че за по-голямо количество материал, напречното е по-малко от надлъжното удължение с приблизително 4 пъти.
4. Отношението на Poisson. Това отношение е относително надлъжно спрямо относителната напречна деформация. С помощта на тази стойност е възможно напълно да се опише промяната на формата под въздействието на товара.
5. Модулът на срязване описва еластичните свойства под въздействието на тангенциалните свойства върху пробата. С други думи, когато векторът на сила е насочен към повърхността на тялото на 90 градуса. Пример за такава работа е натоварването на трошене пирони, нитове и т.н. да се намали. Този параметър е свързан с вискозитета на материала.
6. Модулът на еластичност на обема характеризира промяната в обема на пробата за универсално еднообразно нанасяне на товара. Тази стойност е съотношението на налягането на обема към напрежението до компресирането на силата на звука. Като пример може да се разгледа материал, потопен във вода, която се влияе от налягането на течността по цялата й площ.

В допълнение към всичко казано по-горе, трябва да се отбележи, че в зависимост от посоката на натоварване, някои материали имат различни механични свойства. Такива материали се наричат ​​анизотропни. Примери за това са тъкани, някои видове камъни, пластмасови пластове, дърво и т.н.

В изотропните материали механичните свойства и деформацията са еластични във всяка посока. Такива материали включват метали: алуминий, мед, чугун, стомана и др., Както и каучук, бетон, естествени камъни, пластмаси не са ламинирани.

Модул на еластичност

Струва си да се отбележи, че тази променлива е нестабилна. Дори за един материал, той може да има различна стойност в зависимост от кои точки е приложена силата. Някои пластмасови еластични материали имат почти постоянна стойност на модула на еластичност при работа както при опън, така и при компресия: стомана, алуминий, мед. Съществуват и такива ситуации, когато тази стойност се измерва по формата на профила.

Някои стойности (стойността е в милиони kgf / cm2):

1. Алуминий - 0,7.
2. Дървото на влакната е 0.005.
3. Дървен материал по протежение на влакната - 0.1.
4. Бетон - 0,02.
5. Полагане на камък от гранит - 0,09.
6. Тухлена зидария - 0,03.
7. Бронз - 1,00.
8. Месинг - 1.01.
9. Чугунено сиво - 1.16.
10. Бяло чугунено - 1,15.

Разликата в показателите за еластичен модул за стоманите в зависимост от техните степени:

1. Лагерна стомана (SHKh-15) - 2,1.
2. Пролет (60С2) и щамповане (9ХМФ) - 2,03.
3. Неръждаема стомана (12Х18Н10Т) - 2,1.
4. Нисколегирани (40Х, 30ХСА) - 2,05.
5. Обичайното качество (член 6, член 3) - 2.00.
6. Строително високо качество (45,20) - 2,01.

Тази стойност също варира в зависимост от вида на наемане:

1. Кабел с метална сърцевина - 1,95.
2. Въжето е плетено - 1,9.
3. Висококачествена жица - 2,1.

Както може да се види, отклоненията в стойностите на модулите на еластичното напрежение стават незначителни. Поради тази причина повечето инженери при изчисленията си пренебрегват грешките и вземат стойност от 2,00.