Предел прочность при растяжении сварки
Вы здесь
Предел прочности при растяжении
Предел прочности при растяжении (сопротивление на разрыв) или временное сопротивление разрыву σв – механическое напряжение, выше которого происходит разрушение материала. Поскольку при оценке прочности время нагружения образцов часто не превышает нескольких секунд от начала нагружения до момента разрушения, то его также называют условно-мгновенным пределом прочности, или хрупко-кратковременным пределом прочности.
Предел прочности при растяжении измеряется:
1 кгс/мм2 = 10-6 кгс/м2 = 9,8·106 Н/м2 = 9,8·107 дин/см2 = 9,81·106 Па = 9,81 МПа.
| Материал | σв | ||
|---|---|---|---|
| кгс/мм2 | 107 Н/м2 | МПа | |
| Металлы | |||
| Алюминий | 8-11 | 7,8-10,8 | 78-108 |
| Алюминий отожженный | 9,1-10,95 | 8,96-10,75 | 89-108 |
| Бериллий | 14 | 13,8 | 138 |
| Бронза (91 % Cu + 6 % Sn + 3 % Zn) | 20-38 | 19,6-37,3 | 196-373 |
| Ванадий | 18-45 | 17,6-44,2 | 176-442 |
| Вольфрам | 120-140 | 118,0-137,5 | 1180-1375 |
| Вольфрам отожженный | 71,3-82,5 | 69,9-80,9 | 699-809 |
| Дюраль | 40-50 | 39,2-49,1 | 392-491 |
| Железо кованное | 40-60 | 39,2-58,9 | 392-589 |
| Гафний | 35-45 | 34,5-44,2 | 345-442 |
| Золото | 14-16 | 13,8-15,7 | 138-157 |
| Золото отожженное | 12,6 | 12,4 | 124 |
| Инвар | 78 | 76,5 | 765 |
| Индий | 5,1 | 5,05 | 50,5 |
| Кадмий | 6,4 | 6,3 | 63 |
| Кальций | 6,1 | 6 | 60 |
| Кобальт отожженный | 49,8 | 48,9 | 489 |
| Константан (60 % Cu + 40 % Ni) | 32 | 31,4 | 314 |
| Латунь (66 % Cu + 34 % Zn) | 10-20 | 9,8-19,6 | 98-196 |
| Магний | 18-25 | 17,6-24,5 | 176-245 |
| Магний литой | 30 | 29,4 | 294 |
| Медь | 22-24 | 21,6-23,5 | 216-235 |
| Медь деформированная | 20,4-25,5 | 20-25 | 200-250 |
| Молибден | 40-70 | 39,3-68,6 | 393-686 |
| Молибден литой | 31,4 | 30,8 | 308 |
| Никель | 40-50 | 39,3-49,1 | 393-491 |
| Ниобий | 35-50 | 34,5-49,1 | 345-491 |
| Ниобий отожженный | 32,8-41,4 | 32,2-40,6 | 320-406 |
| Олово | 1,7-2,5 | 1,7-2,5 | 17-25 |
| Олово литое | 1,5-2,5 | 1,5-2,4 | 15-24 |
| Палладий | 18-20 | 17,6-19,6 | 176-196 |
| Палладий литой | 18,6 | 18,2 | 182 |
| Платина | 24-34 | 23,5-34,0 | 235-34 |
| Родий отожженный | 56 | 55 | 550 |
| Свинец | 1,1-1,3 | 1,1-1,3 | 10,8-12,7 |
| Серебро | 10-15 | 9,8-14,7 | 98-147 |
| Серебро отожженное | 13,8 | 13,5 | 135 |
| Сталь инструментальная | 45-60 | 44,1-58,9 | 441-589 |
| Сталь кремнехромомарганцовистая | 155 | 152 | 1520 |
| Сталь специальная | 50-160 | 49-157 | 491-1570 |
| Сталь рельсовая | 70-80 | 68-78 | 687-785 |
| Сталь углеродистая | 32-80 | 31,4-78,5 | 314-785 |
| Тантал | 20-45 | 19,6-44,2 | 196-442 |
| Титан | 25-35 | 24,5-34,5 | 245-345 |
| Титан отожженный | 30 | 29,6 | 296 |
| Хром | 30-70 | 29-69 | 294-686 |
| Цинк | 11-15 | 10,8-14,7 | 108-147 |
| Цирконий | 25-40 | 24,5-39,3 | 245-393 |
| Чугун | 10-12 | 9,8-11,8 | 98-118 |
| Чугун ковкий | 20 | 19,6 | 196 |
| Чугун серый мелкозернистый | 21-25 | 20,6-24,5 | 206-245 |
| Чугун серый обыкновенный | 14-18 | 13,7-17,7 | 137-177 |
| Пластмассы | |||
| Аминопласт слоистый | 8 | 7,8 | 78 |
| Асботекстолит | 6,5-11,9 | 6,4-11,7 | 64-117 |
| Винипласт | 4-6 | 3,9-5,9 | 39-59 |
| Гетинакс | 15-17 | 14,7-16,7 | 147-167 |
| Гранулированный сополимер | 4 | 3,9 | 39 |
| Древесно-слоистый пластик ДСП-Б (длинный лист) | 22 | 21,6 | 216 |
| Древесный коротковолнистый волокнит К-ФВ25 | 3 | 2,94 | 29,4 |
| Капрон стеклонаполненный | 15-18 | 14,7-17,6 | 147-176 |
| Пенопласт плиточный | 0,06 | 0,06 | 0,59 |
| Пенопласт ФК-20 | 0,17 | 0,17 | 1,7 |
| Полиакрилат (оргстекло) | 5 | 4,9 | 49 |
| Полиамид наполненный П-68 | 5-6 | 4,9-5,9 | 49-59 |
| Полиамид стеклонаполненный СП-68 | 7,4-8,5 | 7,3-8,3 | 73-83 |
| Поливинилхлорид неориентированный | 3-5 | 2,9-4,9 | 29-49 |
| Поликапроамид | 6,0-6,5 | 5,9-6,4 | 59-64 |
| Поликапроамид стеклонаполненный | 12,9-15,0 | 12,7-14,7 | 127-147 |
| Поликарбонат (дифион) | 6,0-8,9 | 5,9-8,7 | 59-87 |
| Поликарбонат стеклонаполненный | 12,5-15,0 | 12,3-14,8 | 123-148 |
| Полипропилен ПП-1 | 2,5 | 2,5 | 25 |
| Полипропилен стеклонаполненный | 5,6 | 5,5 | 55 |
| Полистирол стеклонаполненный | 7,4-10,5 | 7,3-10,3 | 73-103 |
| Полистирол суспензионный ПС-С | 4,0 | 3,9 | 39 |
| Полистирол эмульсионный А | 3,5-4,0 | 3,4-3,9 | 34-39 |
| Полиформальдегид стабилизированный | 6-7 | 5,9-6,9 | 59-69 |
| Полиэтилен высокого давления кабельный П-2003-5 | 1,20-1,39 | 1,18-1,37 | 11,8-13,7 |
| Полиэтилен высокого давления П-2006-Т | 1,39 | 1,37 | 13,7 |
| Полиэтилен низкого давления П-4007-Э | 2,20 | 2,16 | 21,6 |
| Полиэтилен среднего давления | 2,70-3,29 | 2,65-3,23 | 26,5-32,3 |
| Стекло органическое ПА, ПБ, ПВ | 5 | 4,9 | 49 |
| Стеклотекстолит | 30 | 29,4 | 294 |
| Текстолит графитированный | 9 | 8,8 | 88 |
| Текстолит поделочный ПТК | 10 | 9,8 | 98 |
| Фаолит А | 1,73 | 1,7 | 17 |
| Фенопласт текстолитовый | 8-10 | 7,8-9,8 | 78-98 |
| Фторопласт 3 | 3-4 | 2,9-3,9 | 29-39 |
| Фторопласт 4 | 2 | 1,96 | 19,6 |
| Целлон | 4 | 3,9 | 39 |
| Дерево | |||
| Бамбук | 22 | 21,6 | 216 |
| Береза | 7 | 6,9 | 69 |
| Бук | 8 | 7,8 | 78 |
| Дуб | 8 | 7,8 | 78 |
| Дуб (при 15 % влажности) вдоль волокон | 9,5 | 9,3 | 93 |
| Ель | 5 | 4,9 | 49 |
| Железное дерево | 22 | 21,6 | 216 |
| Сосна | 5 | 4,9 | 49 |
| Сосна (при 15 % влажности) вдоль волокон | 8 | 7,8 | 78 |
| Минералы | |||
| Графит | 0,5-1,0 | 0,5-0,9 | 4,9-9,8 |
| Различные материалы | |||
| Бакелит | 2-3 | 1,96-2,94 | 19,6-29,4 |
| Гранит | 0,3 | 0,29 | 2,9 |
| Кетгут | 42 | 41,2 | 412 |
| Лед (0 °С) | 0,1 | 0,098 | 0,98 |
| Нити кварцевые | 90 | 88,3 | 883 |
| Нити шелковые | 26 | 25,5 | 255 |
| Паутина | 18 | 17,6 | 176 |
| Стекло органическое | 4 | 3,9 | 39 |
Литература
- Краткий физико-технический справочник. Т.1 / Под общ. ред. К.П. Яковлева. М.: Физматгиз. 1960. – 446 с.
- Справочник по сварке цветных металлов / С.М. Гуревич. Киев.: Наукова думка. 1981. 680 с.
- Справочник по элементарной физике / Н.Н. Кошкин, М.Г. Ширкевич. М., Наука. 1976. 256 с.
- Таблицы физических величин. Справочник / Под ред. И.К. Кикоина. М., Атомиздат. 1976, 1008 с.
Источник
Прочность сварных соединений — это свойство, не разрушаясь, воспринимать определенные нагрузки в тех или иных заданных условиях. При этом учитывают как рабочие, так и предельные нагрузки. Под рабочими нагрузками понимают суммарные напряжения, возникающие от собственного веса, внешних нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации, и собственных напряжений, создающихся при сварке, сборке и т.д.
Предельными считаются нагрузки, когда наступает текучесть в основном сечении, возникшая под действием статических, повторно-переменных и динамических сил. При этом возникают максимально допустимые повреждения или деформации, за которыми следует потеря эксплуатационной способности конструкции. При расчете несущей способности сварочного шва ориентируются на допустимое напряжение в наиболее опасном сечении элемента «s» и допустимое напряжение, составляющее некоторую часть от предела текучести «нвэ». При этом обязательно должно выдерживаться соотношение: HSЭ i s. При таком соотношении элемент конструкции удовлетворяет требованиям прочности. Для большей уверенности применяют коэффициент запаса прочности «п», который гарантирует не наступление текучести и для низкоуглеродистых сталей лежит в пределах 1,35 — 1,50, a HSЭ = 160 Мпа.
Допустимое напряжение в наиболее опасном сечении «s» определяют по формуле:
Где F — площадь поперечного сечения элемента, а N — осевое усилие, прикладываемое к нему.
Говоря о прочности сварочного соединения, не следует забывать о его пористости и трещинах, оказывающих значительное влияние на этот показатель. Поры в сварочном шве возникают при выделении газов в процессе кристаллизации металла. Как правило, это азот, водород или окись углерода, получаемые в результате химических реакций. Но поры в сварочном шве могут возникать не только от газов. Это явление случается при повышенной тугоплавкости, вязкости и плотности шлаков, которые не покидают пределы сварочного шва.
Поры могут быть внутренними или наружными, располагаться по оси шва или на его границах, форма их может быть округлая, овальная или более сложная, а их размеры могут колебаться от нескольких микрон до нескольких миллиметров. Уменьшению пористости сварочного шва способствует предсварочная подготовка, которая заключается в тщательной зачистке сварного соединения от грязи, масел, ржавчины и прочих посторонних включений. Борются с пористостью при помощи правильно подобранных режимов сварки, защитными покрытиями и флюсами, вводимыми в сварочную ванну.
Трещины в массиве шва и околошовной зоны могут быть холодными и горячими. Горячие трещины (рис.1) возникают в процессе кристаллизации жидкой фазы металла.
Рис. 1 Наличие горячих трещин в сварных соединениях: 1 —2 —3 — поперечные трещины шва и зоны вокруг него в материале; 4 —5 — трещины продольные |
Этому явлению способствуют линейные сокращения металла, возникающие в результате внутренних напряжений. Размеры и направление горячих трещин могут быть самыми различными и зависят от соответствия материала, электродов и режимов сварки.
Для определения этого соответствия сначала сваривают пробный образец, который подвергают тщательному анализу. Наличие трещин может определяться визуально под увеличением, а ответственные детали подвергают просветке или облучению.
Холодные трещины чаще всего имеют микроскопический характер и возникают при температурах не более 200°С. Причинами появления холодных трещин может быть хрупкость металла при быстром его охлаждении, остаточные напряжения в сварных соединениях или повышенное содержание водорода.
Коррозия сварных соединений снижает прочность шва и его долговечность. В связи с большими структурными изменениями сварных соединений они обладают большей коррозийной активностью по сравнению с основным металлом. Коррозия может быть общей и местной.
При общей коррозии поражается вся поверхность металла, что свидетельствует о его низкой коррозийной стойкости. Местная коррозия проявляется в наличии отдельных ржавых пятен, точек. Она может быть как поверхностная, так и межкристаллитная.
Наиболее опасна межкристаллитная коррозия, которая проникает вглубь зерен, не разрушая их. Наиболее характерные коррозийные разрушения сварного соединения показаны на рис.2.
Избежать этого опасного явления помогает правильный подбор материалов, сварочных электродов, применение защитных покрытий и замедлителей, которые наносят на поверхность металла или в коррозионную среду. Хорошие результаты дает применение сварочной проволоки с высокой коррозийной стойкостью. При сварке такой проволокой получается шов с большей коррозийной стойкостью, чем основной металл. На коррозийную активность сварочного шва оказывают влияние и выбранные режимы сварки.
Рис.2. Коррозионные разрушения при сварке: А — общая коррозия: 1 — равномерное распределение; 2 — шовная коррозия; 3 — интенсивная коррозия всего металла; 4 — ржавчина в зоне термического влияния; Б — местная коррозия: 1 — коррозия в термической зоне (межкристалитная); 2 — шовная коррозия; 3 — коррозия в зоне сплавления; 4 — точечная коррозия; В — усталость (коррозийное вытрескивание) |
Понятие о расчете швов на прочность
При расчете сварных соединений на прочность в первую очередь необходимо знать площадь поперечного сечения сварного шва. Перемножая толщину сварного шва на его длину, получим площадь поперечного сечения сварного шва. При растяжении допускаемое усилие в сварном соединении определяется по следующей формуле:
Р = σр •S • l.
При сжатии
P = σсж •S • l,
где l — длина шва; S — толщина соединяемых элементов; σр— допускаемое напряжение в сварном шве при растяжении; σсж — допускаемое напряжение в сварном шве при сжатии.
При расчете на прочность нахлесточного соединения применяют следующую расчетную формулу:
P = τср • 0,7K • l,
где P —допускаемое усилие: τcр—допускаемое напряжение наплавленного металла при срезе; К —длина катета; l — длина сварного шва.
Источник
В конструкциях из металла зачастую необходимо соединить между собой отдельные детали, для того чтобы это осуществить прибегают к использованию сварных швов. Это один из самых простых и недорогих способов, отличающийся высоким качеством. Параметры у каждого сварного соединения разные, все зависит от используемого металла, его толщины и т.д. Поэтому в каждом отдельном случае необходимо произвести индивидуальный расчет на прочность сварных соединений. Эти вычисления помогут выявить характеристики сварного шва на данный момент.
Общие сведения
Как уже отмечалось, сварные швы являются одними из самых прочных среди существующих неразъемных соединений. Они возникают в результате воздействия сил молекулярного сцепления, которое является результатом сильного нагрева до расплавления деталей в месте их сцепления или нагрева деталей до пластического состояния, посредством механического усилия.
Несмотря на прочность и надежность сварного шва, у подобного соединения выделяется и ряд недочетов: из-за того, что нагревается и охлаждается соединение неравномерно, может наблюдаться остаточное напряжение. Помимо этого, в процессе сварки могут образовываться некоторые дефекты, например, трещины или непровары. Все это негативно сказывается на прочности сварных соединений.
Первоначальный расчет сварных швов на прочность производят на этапе составления проекта. Этому моменту стоит уделить особое внимание, поскольку важно выбрать материалы, которые будут надежными и прочными и смогут выдержать определенные нагрузки.
Если произвести верный расчет на прочность получившегося шва, то можно определить необходимое количество расходуемого материала.
Расчет сварных швов на прочность
Для того, чтобы произвести расчет сварных соединений и вычислить коэффициент прочности сварного шва, надо произвести точный замер всех показателей (форма, размер, положение в пространстве).
Осуществить сварку можно разными способами. На сегодняшний день наибольшей популярностью пользуются следующие виды сварки:
- электрическая, которая в свою очередь подразделяется на дуговую и контактную,
- газовая.
Также выделяются: ручная, полуавтоматическая, автоматическая сварка.
Учитывая тот фактор, каким образом размещаются элементы, которые подвергаются сварке, выделяются такие типы соединений: стыковые, угловые, нахлесточные, тавровые.
Для каждого из вышеизложенных типов расчет на прочность проводится индивидуально.
Стыковые швы
Если необходимо высчитать коэффициент прочности сварного шва, в первую очередь, нужно обратить внимание на такой параметр как номинальное сечение, при этом учитывать утолщения швов, образуемых во время сварки не нужно. Вычисление производится исходя из данных о сопротивлении материалов, которые образуются в сплошных балках.
Когда касательные, нормальные напряжения начнут оказывать непосредственное влияние на соединения, то для расчета эквивалентного напряжения следует воспользоваться формулой:
Условие прочности можно представить следующим образом: σЭ ≤ [σ’]P
Для поиска данных этого параметра ниже представлена таблица.
Метод сварки | Допускаемые напряжения | ||
| При растяжении [σ’]р | При сжатии [σ’]еж | При сдвиге [τ’]ср | |
| Автоматическая, ручная электродами Э42А и Э50А | [σ]р | [σ]р | 0,65 [σ]р |
| Ручная электродами обычного качества | 0,9 [σ]р | [σ]р | 0,6 [σ]р |
Контактная точечная | 0,5 [σ]р | ||
Угловые швы
Соединение угловых сварных швов чаще всего осуществляется с поперечным сечением. Оба края соотносятся друг к другу 1:1. Поскольку сторона сечения называется катет сварного шва, на всех схемах и формулах она имеет обозначение «К». Зачастую шов деформируется и разрушается в самом маленьком месте сечения (опасное сечение), оно наиболее слабое, и проходит через биссектрису прямого угла. В таком сечении габариты (размер) шва определяются как β*К. Еще один важный показатель – длина шва (а). С помощью этих показателей можно узнать какую нагрузку способен выдержать сварной шов.
Рассмотрим примеры.
Если процесс сварки осуществлялся в автоматическом, полуавтоматическом или ручном режиме, то β будет равняться 0,7. Таким образом, получится шов в форме равнобедренного треугольника. В случае, когда процесс сварки происходил в полуавтоматическом режиме, но подход был не один, а несколько (2 или 3), то β уже будет равен 0,8; для такого же случая, но при автоматическом режиме β=0,9, а для автоматической однопроходной сварки — β=1,1. Требуется принимать К <δmin. В машиностроении общего назначения К, как правило, ≥ 3 мм.
Обратите внимание! Расчет на прочность сварных соединений углового типа должен производиться исключительно по касательным напряжениям.
Для этого необходимо узнать общее касательное напряжение. Чтобы узнать этот показатель надо определить самую нагруженную точку в данном сечении. После чего, показатели всех напряжений, находящихся в нем суммируются.
Для того, что найти коэффициент прочности сварного шва и узнать какую нагрузку он способен выдержать, надо иметь исходные данные. Однако, только этих сведений недостаточно. Важно рассчитать все верно и последовательно.
- На первом этапе нужно узнать все показатели, отличающие данное сварное соединение: форма, размер, положение в пространстве.
- После, опасное сечение — это сечение с наибольшим напряжением, нужно повернуть на плоскость, которая непосредственно контактирует со свариваемой деталью. После того, как вы его повернете, образуется новое расчетное сечение.
- На следующем этапе нужно определиться с местом положения центра масс на сечении, образовавшемся в результате поворота (расчетном сечении).
- Внешнюю приложенную нагрузку надо переместить в центр масс.
- Следующее, что необходимо сделать – это узнать показатели напряжения, образующегося в расчетном сечении под воздействием поперечной и нормальной силы, а также крутящего и изгибающего момента.
- Далее нужно найти самую нагруженную точку в сечении. Именно здесь надо суммировать все полученные нагрузки, оказывающие влияние на поверхность и в итоге вы узнаете общую итоговую нагрузку, которой будет подвергаться шов.
- Затем нужно произвести расчет допускаемого напряжения, которое будет воздействовать на шов.
- И заключительный этап состоит в сравнении допустимого напряжения и суммарного. Таким образом, вы получите размеры, которые максимально подходят для выбранной вами конструкции.
Подводя итог важно отметить, что производить расчет сварного шва на прочность обязательно нужно. Ведь верно высчитанные параметры обеспечат вам надежные соединения.
[Всего: 2 Средний: 3/5]
Источник
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 24 сентября 2019; проверки требуют 8 правок.
Преде́л про́чности — механическое напряжение , выше которого происходит разрушение материала. Иначе говоря, это пороговая величина, превышая которую механическое напряжение разрушит некое тело из конкретного материала. Следует различать статический и динамический пределы прочности. Также различают пределы прочности на сжатие и растяжение.
Величины предела прочности[править | править код]
Статический предел прочности[править | править код]
Статический предел прочности, также часто называемый просто пределом прочности есть пороговая величина постоянного механического напряжения, превышая который постоянное механическое напряжение разрушит некое тело из конкретного материала. Согласно ГОСТ 1497-84 «Методы испытаний на растяжение», более корректным термином является временное сопротивление разрушению — напряжение, соответствующее наибольшему усилию, предшествующему разрыву образца при (статических) механических испытаниях. Термин происходит от представления, по которому материал может бесконечно долго выдержать любую статическую нагрузку, если она создаёт напряжения, меньшие статического предела прочности, то есть не превышающие временное сопротивление. При нагрузке, соответствующей временному сопротивлению (или даже превышающей её — в реальных и квазистатических испытаниях), материал разрушится (произойдет дробление испытываемого образца на несколько частей) спустя какой-то конечный промежуток времени (возможно, что и практически сразу, — то есть не дольше чем за 10 с).
Динамический предел прочности[править | править код]
Динамический предел прочности есть пороговая величина переменного механического напряжения (например при ударном воздействии), превышая которую переменное механическое напряжение разрушит тело из конкретного материала. В случае динамического воздействия на это тело время его нагружения часто не превышает нескольких секунд от начала нагружения до момента разрушения. В такой ситуации соответствующая характеристика называется также условно-мгновенным пределом прочности, или хрупко-кратковременным пределом прочности.
Предел прочности на сжатие[править | править код]
Предел прочности на сжатие есть пороговая величина постоянного (для статического предела прочности) или, соответственно, переменного (для динамического предела прочности) механического напряжения, превышая который механическое напряжение в результате (за конечный достаточно короткий промежуток времени) сожмет тело из конкретного материала — тело разрушится или неприемлемо деформируется.
Предел прочности на растяжение[править | править код]
Предел прочности на растяжение есть пороговая величина постоянного (для статического предела прочности) или, соответственно, переменного (для динамического предела прочности) механического напряжения, превышая который механическое напряжение в результате (за конечный достаточно короткий промежуток времени) разорвет тело из конкретного материала. (На практике, для детали какой либо конструкции достаточно и неприемлемого истончения детали.)
Другие прочностные параметры[править | править код]
Мерами прочности также могут быть предел текучести, предел пропорциональности, предел упругости, предел выносливости, предел прочности на сдвиг и др. так как для выхода конкретной детали из строя (приведения детали в негодное к использованию состояние) часто достаточно и чрезмерно большого изменения размеров детали. При этом деталь может и не разрушиться, а лишь только деформироваться. Эти показатели практически никогда не подразумеваются под термином «предел прочности».
Прочностные особенности некоторых материалов[править | править код]
Значения предельных напряжений (пределов прочности) на растяжение и на сжатие у многих материалов обычно различаются.
У композитов предел прочности на растяжение обычно больше предела прочности на сжатие. Для керамики (и других хрупких материалов) — наоборот, характерно многократное превышение пределом прочности на сжатие предела прочности на растяжение. Для металлов, металлических сплавов, многих пластиков, как правило, характерно равенство предела прочности на сжатие и предела прочности на растяжение. В большей степени это связано не с физикой материалов, а с особенностями нагружения, схемами напряженного состояния при испытаниях и с возможностью пластической деформации перед разрушением.
Прочность твёрдых тел обусловлена в конечном счёте силами взаимодействия между атомами, составляющими тело. При увеличении расстояния между атомами они начинают притягиваться, причем на критическом расстоянии сила притяжения по абсолютной величине максимальна. Напряжение, отвечающее этой силе, называется теоретической прочностью на растяжение и составляет σтеор ≈ 0,1E, где E — модуль Юнга . Однако на практике наблюдается разрушение материалов значительно раньше, это объясняется неоднородностями структуры тела, из-за которых нагрузка распределяется неравномерно.
Некоторые значения прочности на растяжение в МПа (1 кгс/мм² = 100 кгс/см² ≈ 10 МН/м² = 10 МПа) (1 МПа = 1 Н/мм² ≈ 10 кгс/см²)[1]:
| Материалы | , МПа | |
|---|---|---|
| Бор | 5700 | 0,083 |
| Графит (нитевидный кристалл) | 2401 | 0,024 |
| Сталь 60С2А рессорно-пружинная | 1570 (после термообработки) | 0,0074 |
| Сапфир (нитевидный кристалл) | 1500 | 0,028 |
| Железо (нитевидный кристалл) | 1300 | 0,044 |
| Тянутая проволока из высокоуглеродистой стали | 420 | 0,02 |
| Тянутая проволока из вольфрама | 380 | 0,009 |
| Стекловолокно | 360 | 0,035 |
| Сталь Ст0 обыкновенного качества | 300 | 0,0017 |
| Нейлон | 50 | 0,0025 |
См. также[править | править код]
- Теоретический предел прочности
Примечания[править | править код]
- ↑ Диапазон пределов прочности для стали составляет 500—3000 МПа (Б. Н. Арзамасов, В. А. Брострем, Н. А. Буше и др. Конструкционные материалы. Справочник. — М.: Машиностроение, 1990. — 688 с.).
Источник