Главная > Физика > Сопротивление материалов (Биргер И.А.)
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Дополнительные характеристики хрупкости и пластичности материала.

Ранее отмечалась необходимость оценки хрупкости и пластичности для правильного выбора материала детали (элемента конструкции). Важное значение для этих целей имеет испытание на удар — определение ударной вязкости. Принципиальные схемы испытания на удар даны на рис. 4.12. Груз падает и ударяет по образцу; разность энергии груза до и после удара должна быть равна работе, поглощенной в процессе деформации образца, если пренебречь имеющим место небольшим рассеиванием энергии.

Если первоначальная длина образца то работа деформации может быть определена по формуле

где и — перемещение головки образца, — перемещение в момент, предшествующий разрушению Если известны диаграмма деформирования

и деформация найдем из соотношений (27) и (28)

где — предельная деформация при растяжении, — площадь диаграммы деформирования (работа деформации на единицу объема материала).

Из соотношения (29) следует, что способность поглощать энергию удара за счет деформации зависит от площади диаграммы деформирования (рис. 4.13), т. е. от способности материала получать пластические деформации. Обычно при испытании на удар для выявления хрупкости материала образцы снабжают концентраторами напряжений.

Рис. 4.12. Принципиальные схемы испытания на удар: а — испытание на ударное растяжение; б — испытание на ударный изгиб

Рис. 4.13. Работа деформации при разрушении материалов

Тогда энергия удара поглощается в сравнительно небольшой области, и ее относят к поперечному сечению стандартного образца.

Ударной вязкостью называют величину

где А — работа, идущая на разрушение образца, и F — площадь поперечного сечения.

Рис. 4.14 Испытания образцов с концентрацией напряжений: а — образец с выточкой; б — образец с трещиной

Для сталей ударная вязкость лежит в пределах Материалы с ударной вязкостью относятся к числу хрупких.

Еще одной важной характеристикой хрупкости материала является чувствительность к концентрации напряжений. Для исследования применяются образцы с выточкой стандартного профиля (рис. 4.14) и образцы с предварительно нанесенной трещиной (до испытаний образец подвергается действию переменных напряжений для образования предварительной трещины). Если диаметр выточки стержня d, то предел прочности образца с концентрацией напряжений

Материал может быть отнесен к числу хрупких, если

где — предел прочности гладкого образца.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление