Чтобы вызвать растяжение-сжатие нужно приложить внешнюю силу вдоль продольной оси к центру тяжести сечения.
Продольная сила положительна, если внешняя сила растягивает сечение. Продольная сила отрицательна, если внешняя сила сжимает сечение.
Нормальные напряжения пропорциональны продольной силе и обратно пропорциональны площади поперечного сечения. Nz – продольная сила (Н) A – площадь поперечного сечения (мм кв)
Расчетные напряжения – зависят от заданной нагрузки и размеров конструкции. Предельные напряжения – при них возникают пластические деформации или первые признаки разрушения. Допускаемые напряжения - при этих напряжениях гарантируется нормальная работа конструкции, превышать их нельзя. Коэффициент запаса прочности – это величина, которая показывает во сколько раз расчетное напряжение должно быть меньше предельного.
Расчетные напряжения не должны превышать допускаемых значений. Расчетный коэффициент запаса прочности должен быть больше нормативного (допускаемого).
Проверочный расчет – проверяем прочность сечения Проектный расчет – определяем размеры опасного сечения Определение допускаемой нагрузки – определяем нагрузку, которую выдержит сечение
« Между относительной продольной деформацией и соответствующим нормальным напряжением существует пропорциональная зависимость, но только при упругих деформациях.» Е – продольный модуль упругости (модуль Юнга) для стали 200000 МПа - относительное удлинение
L – длина участка, на котором происходит деформация (мм); Е – модуль Юнга (МПа) А – площадь сечения (мм кв) Nz – продольная сила (Н)
Для определения механических характеристик материала проводят испытание образцов на специальных гидравлических машинах. В процессе испытания машина выводит график, показывающий зависимость между напряжениями и деформацией, либо между силой и удлинением (укорочением) образца. Такие график получил называние – диаграмма растяжения (сжатия).
Разрушенный образец стали после испытания на прочность
Точка 1 - предел пропорциональности: удлинение растет пропорционально нагрузке, на этом участке выполняется закон Гука. Точка 2 - предел упругости материала, материал теряет упругие свойства – способность вернуться к исходным размерам. Точка 3 - конец участка, на котором образец сильно деформируется без увеличения нагрузки. Это явление называется текучестью. Точка 4 соответствует максимальной нагрузке, в этот момент на образце образуется шейка – резкое уменьшение площади поперечного сечения. Точка 5 – разрыв образца.
Предел пропорциональности пц = F пц / А Предел текучести Т = F Т / А Предел выносливости в = F в / А Для определения механических характеристик материала рассчитываются величины, имеющие условный характер, усилия ( F) в каждой из точек делят на величину начальной площади поперечного сечения (А).
