Основы металлических конструкций - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ЯГТУ | Ярославль

Рубрика: 

18
При сжатии коротких образцов, которые не могут потерять устойчивость,
сталь ведет себя также как и при растяжении, т.е. предел пропорциональности,
предел текучести и модуль упругости совпадают.
Однако разрушить при сжатии короткие образцы, изготовленные из
пластической стали, и определить временное сопротивление не представляется
возможным, поскольку образец сжимается и в конечном
результате
расплющивается. Высокопрочные стали, с пониженной пластичностью, могут
разрушаться по наклонному сечению от среза.
Так как в упругой и упругопластической стадиях работы сталь ведет себя
при растяжении и сжатии одинаково, то соответствующие характеристики
принимаются также одинаковыми.
Повышенная несущая способность при сжатии некоторых образцов в
области само упрочнения используется при
работе стали на смятие.
При работе материала в упругой стадии повторное загружение не
отражается на работе, поскольку упругие деформации обратимы.
При повторном нагружении металла в упругопластической области
возникает наклеп. Увеличивается область упругой работы, а пластичность
падает. Сталь становится более хрупкой.
Многократное повторное нагружение может привести к разрушению при
меньших
напряжениях, чем временное сопротивление и даже предел текучести.
Это явление называется усталостью металла, а разрушение – усталостным.
Способность металла сопротивляться усталостному разрушению называется
выносливостью, а напряжения, при которых происходит разрушение –
вибрационной прочностью Ơ
вб
.
Усталостное разрушение происходит вследствие накопления числа
дислокаций при каждом загружении и концентрации их около стыков зерен с
последующим скоплением в большие группы, что приводит к рыхлению
металла в этом месте и образованию трещин, которые развиваясь, приводят к
разрыву. При каждом нагружении деформации в поврежденном месте
нарастают. Линии разгрузки не совпадают
с линиями нагрузки, образуя петли
гистерезиса (см. рис.1.2,в). Площадь петли характеризует энергию,
затраченную при каждом цикле нагрузки на образование новых несовершенств
в атомной структуре и дислокаций там, где образуются трещины, металл как бы
перетирается, образуя гладкие истертые поверхности, затем трещина быстро
развивается и происходит разрыв.
Вибрационная прочность зависит от числа циклов загружения (рис.1.6.) и
вида загружения.
При большом числе циклов кривая вибрационной прочности (кривая Вел
Лера) асимметрически приближается к некоторому пределу, называемому
пределом выносливости (усталости). Обычно проводят 2х10
6
циклов
нагружения, чтобы определить выносливость, так как меньшее количество
циклов мало отличается от предела усталости.
Алюминиевые сплавы не имеют предела усталости, и их вибрационная
прочность при увеличении числа циклов постоянно снижается (см. рис.1.6).

Страницы