Межы цякучасці рэчываў. Як вызначыць мяжа цякучасці

Мяжой цякучасці называюць напружанне, якое адпавядае рэшткавым значэнні падаўжэння пасля зняцця нагрузкі. Вызначэнне гэтай велічыні неабходна для выбару металаў, якія выкарыстоўваюцца ў вытворчасці. Калі не ўлічыць разгляданы параметр, то гэта можа прывесці да інтэнсіўнага працэсу развіцця дэфармацыі ў няправільна абраным матэрыяле. Вельмі важна ўлічваць межы цякучасці пры канструяванні розных металічных канструкцый.

фізічная характарыстыка

Межы цякучасці ставяцца да паказчыкаў трываласці. Яны ўяўляюць сабой макропластическую дэфармацыю з даволі малым ўмацавання. Фізічна гэты параметр можна прадставіць як характарыстыку матэрыялу, а менавіта: напружанне, якое адказвае ніжнім значэнні пляцоўкі цякучасці ў графіцы (дыяграме) расцяжэння матэрыялаў. Гэта ж можна прадставіць у выглядзе формулы: σ _Т = P _Т / F _0, дзе P _Т азначае нагрузку мяжы цякучасці, а F ₀ адпавядае першапачатковай плошчы папярочнага перасеку разгляданага ўзору. ПТ ўсталёўвае так званую мяжу паміж пругка-пластычнай і пругкай зонамі дэфармавання матэрыялу. Нават нязначнае павелічэнне напружання (вышэй ПТ) выкліча істотную дэфармацыю. Межы цякучасці металаў прынята вымяраць у кг / мм ² альбо Н / м ^2. На велічыню дадзенага параметру ўплываюць розныя фактары, напрыклад, рэжым тэрмаапрацоўкі, таўшчыня ўзору, наяўнасць легіруючых элементаў і прымешак, тып, мікраструктуру і дэфекты крышталічнай рашоткі і іншае. Мяжа цякучасці значна змяняецца пры змене тэмпературы. Разгледзім прыклад практычнага значэння дадзенага параметру.

Мяжа цякучасці труб

Найбольш наглядным з'яўляецца ўплыў дадзенай велічыні пры будаўніцтве трубаправодаў сістэм высокага ціску. У такіх канструкцыях павінна выкарыстоўвацца спецыяльная сталь, у якой дастаткова вялікія межы цякучасці, а таксама мінімальныя паказчыкі разрыву паміж дадзеным параметрам і мяжой трываласці. Чым больш у сталі мяжа, тым, натуральна, больш высокім павінен быць паказчык дапушчальнай велічыні працоўнай напругі. Дадзены факт аказвае прамы ўплыў на значэнне трываласці сталі, і адпаведна, усёй канструкцыі ў цэлым. У сувязі з тым што параметр дапушчальнай разліковай велічыні сістэмы высілкаў аказвае непасрэдны ўплыў на неабходнае значэнне таўшчыні сцен у выкарыстоўваюцца трубах, то важна максімальна дакладна разлічваць характарыстыкі трываласці сталі, якая будзе выкарыстоўвацца пры вырабе труб. Адным з найбольш аўтэнтычных метадаў вызначэння дадзеных параметраў з'яўляецца правядзенне даследавання на разрыўной узоры. Ва ўсіх выпадках патрабуецца ўлічваць розніцу значэнняў разгляданага паказчыка, з аднаго боку, і дапушчальнымі значэннямі высілкаў - з другога.

Акрамя таго, варта ведаць, што мяжа цякучасці металу ўсталёўваны ў выніку правядзення дэталёвых шматразовых замераў. А вось сістэму дапушчальных высілкаў у пераважнай большасці прымаюць зыходзячы з нарматываў ці ўвогуле ў выніку праведзеных тэхнічных умоў, а таксама абапіраючыся на асабісты вопыт вытворцы. У сістэмах магістральных трубаправодаў ўвесь нарматыўны зборнік апісаны ў БНіП II-45-75. Такім чынам, ўстаноўка каэфіцыента запасу трываласці - даволі складаная і вельмі важная практычная задача. Карэктнае вызначэнне гэтага параметру цалкам залежыць ад дакладнасці разлічаных велічынь напружання, нагрузкі, а таксама мяжы цякучасці матэрыялу.

Пры выбары цеплаізаляцыі сістэм трубаправодаў таксама абапіраюцца на дадзены паказчык. Гэта звязана з тым, што гэтыя матэрыялы непасрэдна ўступаюць у кантакт з металічнай асновай трубы, і, адпаведна, могуць прымаць удзел у электрахімічных працэсах, згубна ўплываюць на стан трубаправода.

расцяжэнне матэрыялаў

Мяжа цякучасці пры расцяжэнні вызначае, пры якой велічыні напружанне застанецца нязменным альбо знізіцца, нягледзячы на падаўжэнне. Гэта значыць дадзены параметр дасягне крытычнага ўзроўню тады, калі адбудзецца пераход ад пругкай да пластычнай вобласці дэфармацыі матэрыялу. Атрымліваецца, што мяжа цякучасці можна вызначыць шляхам правядзення тэставання стрыжня.

Разлік пТ

У супраціве матэрыялаў мяжой цякучасці з'яўляецца напружанне, пры якім пачынаецца развівацца пластычная дэфармацыя. Давайце разгледзім, якім чынам вырабляецца разлік гэтай велічыні. У досведах, якія праводзяцца з цыліндрычнымі ўзорамі, вызначаюць значэнне нармальнага напружання ў папярочным перасеку ў момант ўзнікнення незваротнай дэфармацыі. Такім жа метадам у досведах з суканага трубчастых узораў вырабляюць вызначэнне мяжы цякучасці пры зруху. Для большасці матэрыялаў гэты паказчык вызначаецца формулай σ _Т = _τ s √3. У некаторых асобніках бесперапыннае падаўжэнне цыліндрычнага ўзору на дыяграме залежнасці нармальных высілкаў ад адноснага падаўжэння прыводзіць да выяўлення так званага зуба цякучасці, то ёсць рэзкага зніжэння напружання перад адукацыяй пластычнай дэфармацыі.

Больш за тое, далейшы рост такога скажэння да вызначанага значэння адбываецца пры пастаянным напружанні, якое называюць фізічным пт. Калі пляцоўка цякучасці (гарызантальны ўчастак графіка) мае вялікую працягласць, то такі матэрыял называюць ідэальна-пластычных. Калі Дыяграма не мае пляцоўкі, то ўзоры называюць ўмацоўваецца. У такім выпадку немагчыма дакладна ўказаць значэнне, пры якім ўзнікне пластычная дэфармацыя.

Што такое умоўны мяжа цякучасці?

Давайце разбярэмся, што ж гэта за параметр. У тых выпадках, калі Дыяграма высілкаў не мае выяўленых пляцовак, патрабуецца вызначаць умоўны пт. Такім чынам, гэта значэнне напружання, пры якім адносная рэшткавы дэфармацыя роўная 0,2 працэнта. Для яго вылічэнні на дыяграме высілкаў па восі вызначэння ε неабходна адкласці велічыню, роўную 0,2. Ад гэтага пункту праводзіцца прамая, паралельная пачатковаму участку. У выніку кропка перасячэння прамой з лініяй дыяграмы вызначае значэнне ўмоўнага мяжы цякучасці для канкрэтнага матэрыялу. Таксама дадзены параметр называюць тэхнічным пт. Акрамя таго, асобна вылучаюць ўмоўныя межы цякучасці пры скруце і выгіне.

цякучасць расплаву

Гэты параметр вызначае здольнасць расплаўленых металаў запаўняць лінейныя формы. Цякучасць расплаву для металічных сплаваў і металаў мае свой тэрмін у металургічнай прамысловасці - жидкотекучесть. Па сутнасці, гэта велічыня, зваротная дынамічнай глейкасці. Міжнародная сістэма адзінак (СІ) выказвае цякучасць вадкасці ў Па ^-1 * с ^-1.

Часовае супраціў на разрыў

Давайце разгледзім, якім чынам вызначаецца дадзеная характарыстыка механічных уласцівасцяў. Трываласцю называюць здольнасць матэрыялу пры пэўных межах і ўмовах ўспрымаць розныя ўздзеяння, не руйнуючыся. Механічныя ўласцівасці прынята вызначаць пры дапамозе ўмоўных дыяграм расцяжэнняў. Для выпрабаванняў варта выкарыстоўваць стандартныя ўзоры. Прыборы для выпрабаванняў абсталёўваюцца прыладай, якое запісвае дыяграму. Павышэнне нагрузак звыш нормы выклікае істотную пластычную дэфармацыю ў вырабе. Мяжа цякучасці і часовае супраціў на разрыў адпавядаюць найбольшай нагрузцы, папярэдняй поўнага разбурэння ўзору. У пластычных матэрыялаў дэфармацыя засяроджваецца на адным участку, дзе з'яўляецца мясцовае звужэнне папярочнага перасеку. Яго яшчэ называюць шыйкай. У выніку развіцця множных слізгацення ў матэрыяле утворыцца вялікая шчыльнасць дыслакацый, а таксама ўзнікаюць так званыя зародкавыя несуцэльных. З прычыны іх узбуйненняў ва ўзоры ўзнікаюць пары. Зліваючыся паміж сабой, яны ўтвараюць расколіны, якія распаўсюджваюцца ў папярочным кірунку да восі расцяжэння. І ў крытычны момант ўзор цалкам руйнуецца.

Што ўяўляе сабой ПТ для арматуры?

Гэтыя вырабы з'яўляюцца неад'емнай складовай часткай жалезабетону, прызначаліся, як правіла, для супраціву растягваючым намаганням. Звычайна выкарыстоўваюць сталёвую арматуру, але бываюць і выключэнні. Гэтыя вырабы павінны працаваць сумесна з масай бетону на ўсіх без выключэння стадыях загрузкі дадзенай канструкцыі, валодаць пластычнымі і трывалымі ўласцівасцямі. А таксама адказваць ўсім умовам індустрыялізацыі гэтых відаў работ. Механічныя ўласцівасці сталі, якая выкарыстоўваецца пры вырабе арматуры, устаноўлены адпаведным Дастам і тэхнічнымі ўмовамі. ДАСТ 5781-61 прадугледжвае чатыры класы дадзеных вырабаў. Першыя тры прызначаныя для звычайных канструкцый, а таксама ненапрягаемых стрыжняў ў папярэдне напружаных сістэмах. Мяжа цякучасці арматуры ў залежнасці ад класа вырабы можа дасягаць 6000 кг / гл ^2. Так, у першага класа гэты параметр складае прыкладна 500 кг / гл ^2, у другога - 3000 кг / гл ^2, у трэцяга 4000 кг / гл ^2, а ў чацвёртага - 6000 кг / гл ^2.

Мяжа цякучасці сталей

Для сартавога пракату ў базавым выкананні ДАСТ 1050-88 прадугледжваецца наступныя значэнні ПТ: марка 20 - 25 кгс / мм ^2, марка 30 - 30 кгс / мм ^2, марка 45 - 36 кгс / мм ^2. Аднак для гэтых жа сталей, якія вырабляюцца па папярэднім узгадненні спажыўца і вытворцы, межы цякучасці могуць мець iншыя значэння (той жа ДАСТ). Так, сталь маркі 30 будзе мець ПТ у памеры ад 30 да 41 кгс / мм ^2, а маркі 45 - у межах 38-50 кгс / мм ^2.

заключэнне

Пры праектаванні розных сталёвых канструкцый (будынкаў, мастоў і іншых) мяжа цякучасці выкарыстоўваюць у якасці паказчыка стандарту трываласці пры правядзенні разлікаў значэнняў дапушчальных нагрузак адпаведна паказаным каэфіцыенту запасу трываласці. А вось для сасудаў, якія знаходзяцца пад ціскам, велічыню дапушчальнай нагрузкі разлічваюць на аснове ПТ, а таксама трываласці на разрыў, з улікам спецыфікацыі умоў эксплуатацыі.