Диаграмму равновесия

Рассматривая диаграмму растяжения металла легко убедиться, что холодная пластическая деформация снижает относительное удлинение примерно на величину предварительного удлинения. Однако, в связи со склонностью предварительно пластически деформированного металла к явлению деформационного старения, указанное снижение пластически может быть более ощутимым. Как известно, запас пластичности металла в основном определяет ресурс конструкции, в особенности, при наличии концентраторов напряжений, цикличности нагружения и коррозионных сред.

Для испытания на растяжение используют стандартные образцы (ГОС'1 1497—73). Машины для испытаний снабжены прибором, за писывающим диаграмму растяжения (рис. 40).

При растяжении образца на машинах регистрируют нагрузку на образец и его удлинение А/. По полученным данным строят диаграмму растяжения образца, представляющую кривую Р = = / (А/). Такая диаграмма для образца из малоуглеродистой стали показана на рис, 92, в. Большинство современных испыта-

Характеристики ат, ав, 8 и \\i не отражают истинные напряжения и деформации. Для оценки истинного напряженно-деформированного состояния диаграмму растяжения строят в

Склонность к циклическому упрочнению свойственна тем сталям, которые хорошо отожжены (горячекатанные малоуглеродистые стали) или высоко отпущены после закалки и имеют диаграмму растяжения (рис. 5.2), характеризуемую большой равномерной деформацией е„ (vj/B > 0,5\ук) и большой протяженностью стадии деформационного упрочнения.

Чтобы получить механические характеристики материала, диаграмму, снятую при испытании образца, нужно перестроить в условную диаграмму растяжения * в координатах (е, а), не зависящих от абсолютных размеров образца (рис. 2.21). Для этого все ординаты и абсциссы на диаграмме в координатах (A/, N) (см. рис. 2.20) необходимо разделить соответственно на начальную расчетную длину /0 и начальную площадь поперечного сечения Л0 образца (рис. 2.22, а).

Определение прочности при растяжении. Прочность — способность материала сопротивляться разрушению под действием внешних сил, постоянных (статическая прочность) и переменных (сопротивление усталости). При статических испытаниях образец (рис. 10.14, а) со стандартными размерами деформируют плавно возрастающей нагрузкой. При испытании измеряют прилагаемую силу F и соответствующее удлинение Д/ образца. По измерениям строят диаграмму растяжения (рис. 10.14, б), которая имеет ряд характерных точек. Если разделить нагрузки, соответствующие характерным точкам диаграммы, на площадь поперечного сечения образца до растяжения, то можно определить следующие характеристики прочности: предел пропорциональности an=Fn/A0; предел упругости оу = Гу/А0; предел текучести ат=/7т/Л0; предел прочности ов = FB/AQ. При расчетах обычно используют предел текучести и предел прочности. Предел т е к у ч ест и — это наименьшее напряжение, при котором образец начинает деформи-

Формула (37) выведена при использовании идеально пластической диаграммы деформирования (е, а), схематизирующей действительную диаграмму растяжения термообработанной пружинной ленты:

Первичные данные о механических свойствах материала получают в результате специальных лабораторных испытаний на испытательных машинах. Вид образцов и методы испытаний регламентированы государственными стандартами. При этом получают диаграмму растяжения F =/(Д/). Исключив влияние размеров образца путем деления силы на начальную площадь, а удлинения — на начальную длину образца, получим диаграмму деформирования а = /(s). Типичная диаграмма деформирования приведена на рис. 10.5.

ДЕФОРМИРОВАНИЯ ДИАГРАММА — графич. изображение зависимости между напряжениями (или нагрузками) и деформациями материала (или перемещениями при деформировании). Каждому виду нагружения присуща своя Д. д., поэтому различают: диаграмму растяжения, диаграмму сжатия, диаграмму сдвига, диаграмму изгиба, диаграмму кручения. По Д. д. рассчитывают хар-ки сопротивления материалов деформированию и разрушению (хар-ки прочности). Д. д. материала могут строиться при различных темп-рах.

Диаграмму растяжения обычно перестраивают в более удобной системе координат: ох и вх (рис. 2.11, б). Форма диаграммы при этом не изменяется. Напряжение, соответствующее точке В, принято называть пределом прочности при растяжении или временным сопротивлением и обозначать <тв. Пределом текучести от называется напряжение, соответствующее точке С. Напряжение опц, соответствующее точке А, называется пределом пропорциональности. Точка К соответствует пределу упругости Оу, под которым понимают то наибольшее напряжение, до которого материал не получает остаточных деформаций.

вой группы ABCDEF. Разложим силу К\ на составляющие силы Ad1 и Fdi (фиг. 31), приложенные к шарнирам А и F звена /t (фиг. 30). Если теперь силу Fdit действующую на внутренний шарнир F, разложить на составляющие Rf и А" и затем, в свою очередь, разложить силу R* на нормальные составляющие 5" и С", то мы получим диаграмму равновесия сил в первом узле трехповодковой группы. Сравнивая полученную диаграмму

на составляющие А % и С" дает нам диаграмму равновесия сил, во втором узле трехповодковой группы.

5. Находим точку пересечения D1 делительной линии d1Dl с направлением силы Рг, а затем через точки D1 и п1 проводим прямую ?>!«!, которая на линии кг4 отсечет отрезок к^г = 54, равный масштабному усилию в стержне 4. Другой отрезок n^N\ =-= /?i, в свою очередь, будет представлять равнодействующую внутренних усилий в стержнях 5 и 6. Разлагая найденную выше равнодействующую внутренних сил RI на две составляющие силы S6 и Se, параллельные стержням 5 и 6, получим усилия в указанных стержнях. Таким образом, если мы проведем сечение пп во второй панели, то это сечение встретит три непересекающихся в одной точке стержня 4, 5 и 6, которые будут в равновесии с равнодействующей внешних сил Qt отрезанной части балки. Силы Qlt S4, S6 и S6 должны образовать диаграмму равновесия сил niK±NiKl с замкнутым течением стрелок

Другой отрезок /СгЛ/\ = RI дает масштабную величину равнодействующей R! внутренних сил S6 и S8, действующих в двух других стержнях этой панели. Проведя из точек /fi и Л^ прямые К\кг и N^K!, параллельные стержням 6 и 8, получим усилия в этих стержнях. В результате проделанной операции мы получим диаграмму равновесия сил n1K.-iKiN ±, для первой панели.

составляющие 531 и 532, действующие в стержнях 31 и 32. Конечный результат дает нам диаграмму равновесия сил nKNK для первой панели. Подобным же образом строим диаграмму равновесия сил для второй панели пгк^ \к^, получая усилия в стержнях SM> S2g и S.M согласно равенству

В пределах первой панели будет действовать равнодействующая внешних сил Р17 = пк. Прользуясь этой силой и направлением стержней первой панели, строим диаграмму равновесия nuNK для этой панели. Прямая /oV, проведенная через точку к и узел О первой панели образуют с краевой линией nN треугольник сил пкЫ . Отсюда получаем векторные уравнения

Для определения фокалей Н\ = 1, Я2 = 2 и Я3 = 3 разлагаем известную величину Я по направлениям стержня 1-А и диагонали Ол, получая фокаль 1 и равнодействующую Я23 = Oq. Последующее разложение равнодействующей на направления стержней 2А и ЗЛ дает нам 2 и 3. При этой графической операции мы получаем векторную диаграмму равновесия узла

В предыдущих главах мы рассматривали кривые охлаждения только качественно. Теперь покажем, как по форме остановок на кривых охлаждения могут быть сделаны количественные выводы. В ранних работах, особенно в работах немецкой школы, делались попытки проследить составы твердых фаз в зависимости от продолжительности остановок на кривых охлаждения, снятых в строго определенных условиях. Рассмотрим представленную на рис. 85, а диаграмму равновесия системы с твердым раствором и эвтектической точкой е. Если образцы

Какой бы тип треугольника ни был выбран для выражения состава сплавов, вся трехмерная модель будет представлять собой прямую призму, гранями которой будут три бинарные системы. Если в качестве концентрационного треугольника применяется равносторонний треугольник (см. рис. 171), то линия ЛВ будет представлять собой ряд сплавов с переменным содержанием компонентов Л и В, не содержащих С, и на грани призмы, идущей от ЛВ, будет видно влияние температуры на структуру сплавов металлов Л и В; следовательно, эта грань представляет собой диаграмму равновесия бинарной системы Л—В. Остальные две грани призмы также представляют собой диаграммы равновесия бинарных систем АС и ВС (все три бинарные системы представлены в одном масштабе). Если применяется прямоугольный треугольник (см. рис. 173), то вертикальные грани призмы, идущие из 0В и ОС, представляют собой бинарные системы А—В и А—С в одинаковом масштабе, в то время как грань, идущая от линии ВС представляет собой бинарную систему В—С в другом масштабе, так что этот метод неудобен при рассмотрении всей системы Л—В—С.

В предыдущих главах мы рассматривали кривые охлаждения только качественно. Теперь покажем, как по форме остановок на кривых охлаждения могут быть сделаны количественные выводы. В ранних работах, особенно в работах немецкой школы, делались попытки проследить составы твердых фаз в зависимости от продолжительности остановок на кривых охлаждения, снятых в строго определенных условиях. Рассмотрим представленную на рис. 85, а диаграмму равновесия системы с твердым раствором и эвтектической точкой е. Если образцы

Какой бы тип треугольника ни был выбран для выражения состава сплавов, вся трехмерная модель будет представлять собой прямую призму, гранями которой будут три бинарные системы. Если в качестве концентрационного треугольника применяется равносторонний треугольник (см. рис. 171), то линия ЛВ будет представлять собой ряд сплавов с переменным содержанием компонентов Л и В, не содержащих С, и на грани призмы, идущей от ЛВ, будет видно влияние температуры на структуру сплавов металлов Л и В; следовательно, эта грань представляет собой диаграмму равновесия бинарной системы Л—В. Остальные две грани призмы также представляют собой диаграммы равновесия бинарных систем АС и ВС (все три бинарные системы представлены в одном масштабе). Если применяется прямоугольный треугольник (см. рис. 173), то вертикальные грани призмы, идущие из 0В и ОС, представляют собой бинарные системы А—В и А—С в одинаковом масштабе, в то время как грань, идущая от линии ВС представляет собой бинарную систему В—С в другом масштабе, так что этот метод неудобен при рассмотрении всей системы Л—В—С.