Stresul mecanic 1
Ø Elasticitate, plasticitate, fragilității și duritate
Legea lui Hooke Ø. Modul de elasticitate.
stres mecanic
Solidul este deformat datorită deplasării particulelor în zăbrele în raport unul cu celălalt, există forțe interne care creează tensiuni în material.
Stresul mecanic ... este o cantitate care caracterizează acțiunea forțelor interne în solid deformate. Stresul mecanic ... măsurată forță internă care acționează pe o arie a secțiunii transversale a corpului unitate deformată:
Deducem o unitate de măsurare a tensiunii A:
Unitatea SI de s este primit un astfel de stres mecanic în material, în care în zona de secțiune transversală a 1 m2 acte de forță internă la 1 N.
Trebuie remarcat faptul că toate cele de mai sus este adevărat, în cazul în care tensiunea la toate punctele de aceeași secțiune.
Dacă forța internă acționează perpendicular pe secțiunea transversală, stresul este numit SH normal (de exemplu, o deformare longitudinală la întindere). Dacă această forță acționează secțiune paralelă, tensiunea se numește sc tangent (de exemplu, forfecare).
Elasticitate, plasticitate, fragilității și duritate
Proprietatea solidelor deformate la forma sa inițială și volumul său după încetarea forțelor externe se numește elasticitate. deformare a corpului, care dispare după îndepărtarea sarcinilor externe pe corp se numește deformare elastică. Deoarece corpul elastic deformabil tinde să revină la forma și volumul său, acționează asupra corpului cauzată de deformarea acestuia, cu o forță, numită forța elastică. Forțele interne generate în material în timpul deformării, numit, de asemenea, forțele elastice.
Experiența a demonstrat că organismul poate fi deformat, astfel încât să nu recapete forma sa anterioară - atunci când influențele externe asupra va dispărea. Proprietatea organismelor de a păstra deformarea după îndepărtarea sarcinilor externe se numește plasticitate .Ostatochnaya deformare a corpului, care este reținut după eliminarea sarcinilor externe pe corp, se numește deformare plastică. Elasticitate (plasticitate) materialul tel este determinată, în principal, din care sunt făcute. De exemplu, oțel și cauciuc elastic, și cupru și plastic ceară. Despartitor materialele elastice și din material plastic convențional, deoarece fiecare material în cele mai multe cazuri, are atât plasticitate și elasticitate. De exemplu, arcul de oțel poate fi întins, astfel încât nu mai este comprimat. Pe de altă parte, în spirală de cupru pentru primăvară tensiune mică (t. E. comprimat dacă eliberarea sa).
Mai mult decât atât; Proprietățile materialului sunt foarte dependente de condițiile externe. De exemplu, plumbul este în mod obișnuit de plastic la temperaturi joase devine elastic și oțel rezistent la presiuni foarte ridicate și temperaturi ridicate devine plastic. Experiența arată că, odată cu creșterea treptată a sarcinii pe materialul din corpul având o primă deformare elastică și deformare plastică apar atunci.
Proprietățile mecanice importante ale materialelor care trebuie luate în considerare în industria constructoare de mașini sunt fragilității și duritatea.
În practică, există materiale care sunt deformate elastic la sarcini relativ scăzute, în timp ce creșterea sarcinii externe sunt distruse înainte ca acestea vor avea tulpina reziduale. Astfel de materiale sunt numite fragile (de exemplu, sticlă, cărămizi). materiale fragile sunt foarte sensibile la șoc de încărcare. În impactul ascuțite organism fragile distruse relativ ușor. Duritatea materialului poate fi determinat în diferite moduri. De obicei, cred cu tărie că mai mult lucruri, care lasă zgârieturi pe suprafața din alt material. Experiența a arătat că materialul este greu de diamant. În prezent, duritatea indentare materialului este determinată în suprafața de con diamant sau bilă de oțel (Fig. 13,20). Mai mici conul intră în materialul de la o anumită forță de presare, cu atat mai greu materialul.
Duritatea materialului afectează în mod semnificativ valoarea frecării. De exemplu, rulmenți cu bile sunt realizate din oțel masiv, deoarece aceasta frecare ei fac foarte puțin. Se pare, duritatea materialului este legată de puterea sa: cu atât mai greu materialul, cu atât mai puternic este. Astfel, duritatea materialului are o importanță practică semnificativă.
legea lui Hooke. Modul de elasticitate.
Dispozitiv de Dinamometre - un dispozitiv pentru forțele care determină, în funcție de faptul că deformarea elastică este direct proporțională cu forța care provoacă deformarea.
Legătura dintre deformațiile elastice și forțele interne în materialul a fost stabilit mai întâi de savantul englez Robert Hooke.
În prezent, legea lui Hooke este declarat după cum urmează:
stresul mecanic în corpul deformată elastic este direct proporțională cu tulpina corpului "
Valoarea k, ce caracterizează dependența tensiunilor mecanice în materialul de tipul celui din urmă și din mediul extern, numit modulul de elasticitate. Modulul de elasticitate este măsurat stres mecanic care apare în materialul în timpul deformării elastice relativ egal cu unitatea.
Unitatea de măsură a modulului de elasticitate al IS este de 1 N / m2.
Deformarea elastică relativă este exprimată de obicei printr-un număr mult mai mică decât una. Cu rare excepții, primesc un e, egal cu unul, este practic imposibil, din moment ce materialul mult timp înainte de a fi distrus. Cu toate acestea, modulul de elasticitate poate fi găsit din experiența cunoscutului stres s și la o mică e, deoarece K c. formula (13.5) - valoarea constantă.
Ca un exemplu, ia în considerare aplicarea legii lui Hooke la deformare unilaterală întindere sau compresiune. Ecuația (13.5), pentru acest caz, ia forma
În cazul în care E - Indică modul de elasticitate pentru acest tip de deformare; aceasta se numește modulul lui Young. modulul lui Young este măsurată tensiune normală, care trebuie să aibă loc în materialul atunci când deformarea relativă este egală cu unitatea, adică. E, prin creșterea lungimii eșantionului de două ori (DL = L). Rețineți că valoarea numerică a modulului lui Young este determinată în funcție de rezultatele experimentelor efectuate în deformarea elastică, iar calculele sunt luate din tabele. Deoarece SH = F / S, Din (13.6) se obține. F / S = EDL / L. de unde
Aici, forța externă pot fi luate pentru F, care se schimbă pe lungimea DL a corpului atunci când corpul secțiunii transversale S.
Stresul maxim în material, după dispariția care forma și volumul solid recuperat se numește limita de elasticitate. Formulele (13.5) și (13.7) sunt valabile până a fost depășit limita elastică. La atingerea limitei de elasticitate în organism au loc o deformare plastică. În acest caz, poate veni un moment în care la una și aceeași deformare de încărcare începe să crească, iar materialul se prăbușește. Sarcina la care materialul are loc în cea mai mare stres mecanic posibil este numit distructiv.
În timpul construcției de mașini și plante reprezintă întotdeauna o marjă de siguranță. Marja de siguranță este valoarea care indică de câte ori sarcina fractură în șantierul de construcții ocupat mai mult decât sarcina maximă reală.