Độ bền sản lượng của các chất. Cách xác định cường độ năng suất

Mục lục:

Độ bền sản lượng của các chất. Cách xác định cường độ năng suất
Độ bền sản lượng của các chất. Cách xác định cường độ năng suất
Anonim

Độ bền chảy là ứng suất tương ứng với giá trị còn lại của độ giãn dài sau khi loại bỏ tải trọng. Việc xác định giá trị này là cần thiết để lựa chọn kim loại được sử dụng trong sản xuất. Nếu thông số này không được tính đến, điều này có thể dẫn đến quá trình phát triển biến dạng chuyên sâu trong vật liệu được chọn không chính xác. Điều rất quan trọng là phải xem xét độ bền năng suất khi thiết kế các cấu trúc kim loại khác nhau.

năng suất
năng suất

Đặc điểm thể chất

Sức mạnh sản lượng đề cập đến các chỉ số sức mạnh. Chúng đại diện cho một biến dạng đại dẻo với độ cứng khá nhỏ. Về mặt vật lý, thông số này có thể được biểu diễn như một đặc tính của vật liệu, cụ thể là: ứng suất, tương ứng với giá trị thấp hơn của điểm chảy trong biểu đồ (giản đồ) độ kéo dãn của vật liệu. Điều này cũng có thể được biểu diễn dưới dạng công thức: σT=PT/ F0, trong đó P Tcó nghĩa là tải trọng ứng suất chảy, và F0tương ứng với tải trọng ban đầudiện tích mặt cắt ngang của mẫu đang xét. PT thiết lập cái gọi là ranh giới giữa vùng biến dạng đàn hồi - dẻo và đàn hồi của vật liệu. Ngay cả một sự gia tăng ứng suất nhỏ (trên DC) sẽ gây ra biến dạng đáng kể. Độ bền chảy của kim loại thường được đo bằng kg / mm2hoặc N / m2. Giá trị của thông số này bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác nhau, ví dụ, chế độ xử lý nhiệt, độ dày của mẫu, sự hiện diện của các nguyên tố hợp kim và tạp chất, loại, cấu trúc vi mô và các khuyết tật của mạng tinh thể, v.v. Cường độ năng suất thay đổi đáng kể theo nhiệt độ. Hãy xem xét một ví dụ về ý nghĩa thực tế của thông số này.

sức mạnh sản lượng kim loại
sức mạnh sản lượng kim loại

Sức mạnh năng suất của ống

Rõ ràng nhất là ảnh hưởng của giá trị này trong việc xây dựng đường ống của hệ thống cao áp. Trong các kết cấu như vậy, nên sử dụng thép đặc biệt, có cường độ chảy đủ lớn, cũng như các chỉ số khoảng cách tối thiểu giữa thông số này và cường độ kéo. Giới hạn thép càng lớn thì đương nhiên phải là chỉ số của giá trị cho phép của điện áp làm việc càng cao. Thực tế này có ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị cường độ của thép, và theo đó, toàn bộ cấu trúc nói chung. Do thực tế là tham số của giá trị thiết kế cho phép của hệ thống ứng suất có ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị yêu cầu của chiều dày thành ống được sử dụng, điều quan trọng là phải tính toán càng chính xác càng tốt các đặc tính cường độ của thép sẽ được sử dụng trong sản xuấtđường ống. Một trong những phương pháp xác thực nhất để xác định các thông số này là thực hiện một nghiên cứu trên một mẫu không liên tục. Trong mọi trường hợp, mặt khác phải tính đến sự khác biệt giữa các giá trị của chỉ số đang được xem xét và các giá trị ứng suất cho phép.

Ngoài ra, bạn nên biết rằng cường độ chảy của kim loại luôn được thiết lập là kết quả của các phép đo chi tiết có thể tái sử dụng. Nhưng hệ thống điện áp cho phép được áp dụng phổ biến trên cơ sở các tiêu chuẩn hoặc nói chung là kết quả của các điều kiện kỹ thuật được thực hiện, cũng như dựa trên kinh nghiệm cá nhân của nhà sản xuất. Trong hệ thống đường ống trục, toàn bộ tập hợp quy định được mô tả trong SNiP II-45-75. Vì vậy, thiết lập hệ số an toàn là một công việc thực tế khá phức tạp và rất quan trọng. Việc xác định chính xác thông số này hoàn toàn phụ thuộc vào độ chính xác của các giá trị được tính toán của ứng suất, tải trọng và cường độ chảy của vật liệu.

sức mạnh năng suất đường ống
sức mạnh năng suất đường ống

Khi chọn vật liệu cách nhiệt cho hệ thống đường ống, họ cũng dựa vào chỉ số này. Điều này là do các vật liệu này tiếp xúc trực tiếp với đế kim loại của đường ống, và do đó, có thể tham gia vào các quá trình điện hóa gây ảnh hưởng xấu đến tình trạng của đường ống.

Chất liệu co giãn

Độ bền kéo xác định lượng tại đó ứng suất sẽ giữ nguyên hoặc giảm bất chấp độ giãn dài. Tức là, thông số này sẽ đạt đến điểm tới hạn khi có sự chuyển đổi từ co giãn sangvùng biến dạng dẻo của vật liệu. Nó chỉ ra rằng cường độ chảy có thể được xác định bằng cách thử nghiệm thanh.

sức mạnh năng suất bền kéo
sức mạnh năng suất bền kéo

Tính thứ sáu

Trong lực cản của vật liệu, cường độ chảy là ứng suất mà tại đó biến dạng dẻo bắt đầu phát triển. Hãy xem giá trị này được tính như thế nào. Trong các thí nghiệm tiến hành với mẫu hình trụ, giá trị của ứng suất pháp tuyến trên mặt cắt ngang được xác định tại thời điểm xuất hiện biến dạng không hồi phục. Sử dụng phương pháp tương tự trong các thí nghiệm với sự xoắn của các mẫu hình ống, cường độ năng suất cắt được xác định. Đối với hầu hết các vật liệu, chỉ số này được xác định theo công thức σTs√3. Trong một số trường hợp, sự giãn dài liên tục của một mẫu hình trụ trong một ứng suất bình thường so với biểu đồ độ giãn dài dẫn đến việc phát hiện ra cái gọi là răng chảy, tức là ứng suất giảm mạnh trước khi xảy ra biến dạng dẻo.

Hơn nữa, sự gia tăng thêm của biến dạng như vậy đến một giá trị nhất định xảy ra ở một điện áp không đổi, được gọi là FET vật lý. Nếu diện tích năng suất (phần ngang của đồ thị) có một mức độ lớn, thì lý tưởng là vật liệu như vậy được gọi là chất dẻo. Nếu sơ đồ không có nền, thì các mẫu được gọi là làm cứng. Trong trường hợp này, không thể xác định chính xác giá trị mà tại đó biến dạng dẻo sẽ xảy ra.

năng suất xác định sức mạnh
năng suất xác định sức mạnh

Sức mạnh năng suất có điều kiện là gì?

Hãy tìm ra thông số này là gì. Trong trường hợp biểu đồ ứng suất không có các vùng rõ rệt, yêu cầu xác định FET có điều kiện. Vì vậy, đây là giá trị ứng suất tại đó biến dạng dư tương đối là 0,2 phần trăm. Để tính toán nó trên biểu đồ ứng suất dọc theo trục xác định ε, cần phải dành một giá trị bằng 0, 2. Từ điểm này vẽ một đường thẳng, song song với mặt cắt ban đầu. Kết quả là giao điểm của đường thẳng với đường biểu đồ xác định giá trị của cường độ chảy có điều kiện cho một vật liệu cụ thể. Thông số này còn được gọi là PT kỹ thuật. Ngoài ra, các cường độ năng suất có điều kiện trong xoắn và uốn được phân biệt riêng biệt.

sức mạnh sản lượng có điều kiện
sức mạnh sản lượng có điều kiện

Chảy chảy

Thông số này xác định khả năng lấp đầy các hình dạng tuyến tính của kim loại nóng chảy. Tính lưu động nóng chảy đối với hợp kim kim loại và kim loại có thuật ngữ riêng trong ngành luyện kim - tính lưu động. Trong thực tế, đây là nghịch đảo của độ nhớt động lực học. Hệ đơn vị quốc tế (SI) biểu thị tính lưu động của chất lưu trong Pa-1 c-1.

Độ bền kéo tạm thời

Hãy xem cách xác định đặc tính cơ học này. Sức mạnh là khả năng của một vật chất, trong những giới hạn và điều kiện nhất định, có thể cảm nhận được những ảnh hưởng khác nhau mà không bị sụp đổ. Đặc tính cơ thường được xác định bằng cách sử dụng biểu đồ lực căng có điều kiện. Để thử nghiệm, tiêu chuẩnmẫu. Dụng cụ thử nghiệm được trang bị một thiết bị ghi lại sơ đồ. Việc gia tăng tải trọng vượt quá định mức gây ra biến dạng dẻo đáng kể trong sản phẩm. Độ bền chảy và độ bền kéo tương ứng với tải trọng cao nhất trước khi mẫu bị phá hủy hoàn toàn. Trong vật liệu dẻo, biến dạng tập trung ở một khu vực, nơi xuất hiện sự thu hẹp cục bộ của tiết diện. Nó còn được gọi là cổ. Kết quả của sự phát triển của nhiều vết trượt, mật độ sai lệch cao được hình thành trong vật liệu, và cái gọi là sự gián đoạn tạo hạt nhân cũng phát sinh. Do sự mở rộng của chúng, các lỗ chân lông xuất hiện trong mẫu thử. Kết hợp với nhau, chúng tạo thành các vết nứt truyền theo hướng ngang với trục căng. Và vào thời điểm quan trọng, mẫu thử sẽ bị phá hủy hoàn toàn.

PT cốt thép là gì?

Những sản phẩm này là một phần không thể thiếu của bê tông cốt thép, theo quy luật, nhằm chống lại lực kéo. Thường thì cốt thép được sử dụng, nhưng vẫn có những trường hợp ngoại lệ. Các sản phẩm này phải hoạt động cùng với khối lượng bê tông ở tất cả các giai đoạn tải kết cấu này, không có ngoại lệ, và có đặc tính dẻo và bền. Và cũng đáp ứng đầy đủ các điều kiện công nghiệp hóa các loại công việc này. Các đặc tính cơ học của thép được sử dụng trong sản xuất phụ kiện được thiết lập bởi GOST và các điều kiện kỹ thuật có liên quan. GOST 5781-61 cung cấp bốn loại sản phẩm này. Ba thanh đầu tiên dành cho các cấu trúc thông thường, cũng như các thanh không ứng suất trướchệ thống căng thẳng. Cường độ chảy của cốt thép, tùy thuộc vào loại sản phẩm, có thể đạt tới 6000 kg / cm2. Vì vậy, đối với loại đầu tiên, thông số này là khoảng 500 kg / cm2, đối với loại thứ hai - 3000 kg / cm2, đối với loại thứ ba 4000 kg / cm2, trong khi thứ tư là 6000 kg / cm2.

gia cố sức mạnh năng suất
gia cố sức mạnh năng suất

Sức mạnh năng suất của thép

Đối với các sản phẩm dài trong phiên bản cơ bản của GOST 1050-88, các giá trị PT sau được cung cấp: cấp 20 - 25 kgf / mm2, cấp 30 - 30 kgf / mm2, nhãn hiệu 45 - 36 kgf / mm2. Tuy nhiên, đối với cùng một loại thép, được sản xuất theo thỏa thuận trước giữa người tiêu dùng và nhà sản xuất, cường độ năng suất có thể có các giá trị khác nhau (cùng một GOST). Vì vậy, thép cấp 30 sẽ có PT trong lượng từ 30 đến 41 kgf / mm2và thép cấp 45 sẽ nằm trong khoảng 38-50 kgf / mm 2.

Kết

Khi thiết kế các kết cấu thép khác nhau (nhà cửa, cầu, v.v.), cường độ chảy được sử dụng như một chỉ số của tiêu chuẩn cường độ khi tính toán các giá trị của tải trọng cho phép theo hệ số an toàn quy định. Nhưng đối với bình chịu áp lực, giá trị của tải trọng cho phép được tính toán trên cơ sở PT, cũng như độ bền kéo, có tính đến đặc điểm kỹ thuật của điều kiện hoạt động.

Đề xuất: