Механични свойства Механични свойства характеризират способността на материалите да се съпротивляват на действието на външни сили като кърти чисти извозва, без да се разрушават и деформират. При всички материали съществува едно максимално съпротивление на вътрешните сили, които те могат да противопоставят на външните сили. При най-малкото увеличаване на външните сили над максималното съпротивление на вътрешните сили материалът се разрушава.Механичните свойства на материалите се определят при механични изпитвания с помощта на специални машини и апарати. Натоварванията при тези изпитвания се делят на статични и динамични в зависимост от скоростта на прилагане на товарите. При статичните натоварвания товарът нараства равномерно от нула, до крайната си големина, а при динамичните – мигновено къртимо от нула до крайната си стойност. Според продължителността на действие товарите се делят на кратковременни (краткотрайни) и дълговременни (дълготрайни). Деформация се нарича изменението на обема или формата на твърдото или пластичното тяло, без да се изменя масата. Главните видове деформации са при опън, натиск, огъване и усукване. -Деформациите могат да бъдат обратими, необратими или остатъчни. Мярка за деформация е относителната деформация Е, равна на отношението на абсолютната деформация Dl към първоначалното значение на линейния размер на образеца lo и се определя по формулата: E = {Dl / lo}.100 [%] Обратимите деформации, наричани още еластични, изчезват след прекратяване на факторите, които ги предизвикват, Необратимите деформации, наричани пластични или остатъчни, се запазват и след отстраняване на факторите, които ги предизвикват. Идеално еластични и идеално пластични материали не съществуват. При един и същ материал в зависимост от натварването могат да съществуват и двата вида деформации. На характера и големината на деформациите влияе не само големината на натоварването, но и скоростта на прилагане на натоварването, формата и размерите на материала, температурата и др. Като правило с увеличаване на скоростта на натоварване и понижаване на температурата на материала деформациите намаляват по големина. Пластичната деформация, която нараства постепенно, без увеличаване на напреженията в материала, характеризира провлачването на пластичните материали. Пластичната деформация, която нараства постепенно продължително време (месеци и години), при натоварвания по-малки от тези, които са способни да предизвикат остатъчни деформации за обикновен период от време, се нарича деформация при пълзене, а самият процес на такова деформиране се нарича „пълзене“. Якост на опън – Определянето на якостта на опън при статично (кратковременно) натоварване е основно за металите, дървесината, някои видове пластмаси и др. и включва определянето както на механичните характеристики – якост на опън, якост на скъсване, къртене и граница на провлачване, така и на деформационните характеристики -относително остатъчно удължаване и относително остатъчно свиване (изтъняване) на напречното сечение. Изпитването се провежда както при нормални (20±5°С), така и при високи (100 – 600±10°С) температури. За определяне якостта на опън се използват стандартни пробни тела, които имат определена форма и размери. Якостта на опън се пределя, като се раздели максималната опънна сила която може да издържи пробното тяло, на първоначалната преди изпитването площ на сечението: Ro = Fmax/Ao където:
Ro – якост на опън, [МРа]; Fmax – максималната опънна сила, която може да понесе пробното тяло при стандартното изпитване на опън,[N]; Аo – първоначалната площ на сечението на пробния образец, [m2]. Следователно якостта на опън е максималното напрежение, което може да понесе материала на пробното тяло при изпитване на опън. Не винаги обаче якостта на опън съвпада с якостта на скъсване, т. е. с напреженията на разрушаване. Понякога те погрешно се смесват. Якост на скъсване – служи като характеристика на съпротивлението срещу разрушаване, но само за пластичните материали, образуващи шийка при опън (например нисковъглеродните, нисколегирани стомани). Определя се по формулата: Ssk = Fsk/Ask където Ssk – якост на скъсване (действително опънно съпротивление), [МРа]; Fsk – опънна сила в момента на скъсване на пробното тяло,[N]; Ask – действителна площ на сечението в мястото на скъсване, [m2].Якост на натиск Определянето якостта на натиск също е основно (за бетона, гранита, варовика и др. естествени каменни материали) изпитване и се извършва с пробни тела, които имат кубична, призматична или цилиндрична форма. За всеки материал размерите и начинът на изработване на пробните тела са стандартно определени. Изпитвателните машини са устроени така, че поне една от натисковите плочи да има полусферична става, за да може натисковата сила да действа по оста на симетрия на материала. Поради триенето между повърхността на пробните тела и натисковите плочи се получава така, че един и същ материал, изпитан с кубчета с различни размери, има различни якости при къртене. При по-малките пробни образци се получават по-големи якости, което се дължи на триенето, оказващо заздравителен ефект. Ако се приеме кубовата якост на натиск, например на бетонни пробни тела с размери 150х150х150 за основна, за редуциране на кубовите якости на пробни бетонни образци с различни размери се използва корекционен коефициент К. Той има следните значения: за куб с размери 100х100х100 – К=1,10 за куб с размери 150х150х150 – К=1,00 за куб с размери 200х200х200 – К==1,0 – 0,95 за куб с размери 300х300х300 – К-0,85 – 0,90 Подобни коефициенти могат да се използват и при превръщането на призмената или цилиндричната якост в кубова и обратно. Ако по някакъв начин отстраним триенето между натисковите плочи и повърхността на образеца (чрез намазване с графит, парафин и др.), посочените коефициенти стават равни на единица. Якостта на натиск се определя, като се раздели максималната натискова сила, която може да издържи пробното тяло, на първоначалната преди изпитването площ на сечението: Rн = Fmax/Ao Където: R – якост на натиск, [МРа]; Fmax максималната натискова сила, която може да, понесе пробното тяло при стандартно изпитване на натиск,[N]; А – площта на напречното сечение, подложено на натиск, [m2]. Дефинирана, якостта на натиск е маскималното напрежение, което материалът на пробното тяло може да понесе при стандартно изпитване на якост. Тя е условна характеристика, защото зависи от структурата на материала, от формата, от големината и от начина на изпитване на пробното тяло. Така например деформирането и разрушаването на пробните тела, изпитвани стандартно, са различни в зависимост от материала. При натоварване на крехки материали става странично отделяне на материала, като се образуват две челно допрени пресечени пирамиди, докато при пластичните материали се получава издуване на пробните тела. Якост на огъване и демонтиране. При определяне якостта на огъване се използват греди с квадратно, правоъгълно или кръгло сечение. Закрепването на гредите е на две опори, а натоварването е с една или с две еднакви сили. При проста греда с една съсредоточена сила в средата и правоъгълно напречно сечение якостта се определя по формулата: Rog= Mmax/W = 6Fmax. l /4bh2 където Rog – якост на огъване, [МРа]; Mmax- максимален огъващ момент, [N/m]; W – съпротивителен момент на правоъгълно сечение,[m3]; Fmax – максимален товар, който може да понесе матсриалa на пробното тяло, [N], 1 – подпорно разстояние, [m]; b – широчина на сечението, [m];h – височина на сечението,[m].
No related posts.
Сродни публикации с помоща на Yet Another Related Posts Plugin.
