Растяжение материала

Кроме перечисленных выше методов в экспериментальной механике разрушения для определения предельной пластичности материалов используются более сложные методы испытаний: одновременное кручение и растяжение сплошных образцов или трубчатых образцов с внутренним давлением, двухосное и трехосное растяжение, испытание образцов с мягкой прослойкой, кольцевых образцов на радиальное сжатие и т. д.

Многократное растяжение. Испытание заключается в многократных растяжениях испытуемого образца до разрушения (ГОСТ 261—67) на испытательной машине с частотой циклов 250, 300 или 500 в 1 мин. Показателем испытания является динамическая выносливость, характеризуемая количеством циклов до разрушения (трещины или разрывы) испытуемого образца.

испытание на растяжение

- Растяжение — Испытание при пониженны» температурах 3 — 67

Испытание на растяжение

испытание на статическое растяжение;

Растяжение Испытание на Высота коль- Испытания про- Нагружение до

Растяжение Испытание на Высота коль- Испытания про- Нагружение до

Испытание на растяжение (одноосное напряженное состояние) характеризуется коэффициентом «жесткости» сс = ^тах/5 =0,5.

Статическое растяжение. Испытание материалов на статическое растяжение — наиболее простое и распространенное. Чтобы результаты испытаний были сравнимы, применяют геометрически подобные образцы. Образец растягивают на разрывной машине и определяют зависимость удлинения образца Д/ от нагрузки Р вплоть до разрушения. По этим данным строят диаграмму

25] обязательны следующие виды механических испытаний: испытание на статическое растяжение; испытание на статический изгиб; испытание на ударный изгиб (ударную вязкость). В случаях, когда на растяжение испытывают целые стыки контрольных соединений, испытание на угол загиба заменяют испытанием на сплющивание.

Растяжение материала, имеющее место в предыдущих конструкдиях,

Рис. 1. Кривая напряжение — деформация в опыте на чистое растяжение материала матрицы; напряжения в фунт/дюйм2, деформации в % (поАдамсу [2]). Кривая а соответствует алюминиевому сплаву 2024, отожженному в течение 2ч при 482 °С; начальный модуль упругости равен 8,1 • 106 фунт/дюйм2, коэффициент Пуассона равен 0,32. Кривая б соответствует эпоксидной смоле 828/1031 с начальным модулем упругости 0,52-10е фунт/дюйм2 и коэффициентом Пуассона 0,35,

Согласно одному из подходов, предложенных в [26], предполагается, что разрушение происходит, когда растягивающие напряжения в направлении нагружения в точке, отстоящей на расстояние d0 от границы отверстия или кончика трещины, достигают прочности на растяжение материала без концентратора. В другом подходе напряжения в точке заменены средними напряжениями на некотором участке длиной а0. Следует отметить, что при исследовании трещины используется точное, а не приближенное распределение напряжений. В противном случае рассматриваемый метод станет эквивалентен подходу линейной упругой механики разрушения. Различие между точным и приближенным распределениями напряжений на расстоянии г перед трещиной становится существенным при больших г/а.

Здесь crnorl(j) и о'дОП(2П) — допускаемые напряжения на растяжение материала корпусных деталей при рабочей температуре t и 20° С соответственно. Для сталей при температуре до 200° С аДОм(ао)/ОГдоп(0 = '•

Растяжение материала, имеющее место в предыдущих конструкциях, практически устранено; силу воспринимает все сечение картера, работающее на сжатие. >» .

щее наиболее нагруженный болт, в кГ; а — допускаемое напряжение на растяжение материала болта в кГ/см^2.

где Р — полное усилие, растягивающее наиболее нагруженный болт, в кГ; а—допускаемое напряжение на растяжение материала болта в кГ/см2.

Небольшие по размерам диафрагмы, работающие в ненапряженных условиях в насосах и приводах, иногда делаются совершенно плоскими. В этом случае растяжение материала диафрагмы при работе неизбежно. Допустимая величина хода берется от 7 _до 9 %

двухосном растяжении. — важное значение имеет понятие равновесной структуры армирования. Равновесной будем называть структуру армирования, при которой под действием заданной системы нагрузок ах, ву = kax происходит равномерное растяжение материала (ех — = гу = е}''> = е'> = е, vi^ = 0)- Воспользовавшись законом Гука (1.66) для симметрично армированных относительно осей х, у материалов, получим ах — (gn + ?12) е и ау = (gl2 + ?22) e.

растяжение материала болта, МПа.

тролировать размеры образцов. Механика разрушения описывает условия, необходимые для распространения трещины. Трещина или надрез, ее имитирующий, влияет на распределение напряжений вблизи вершины трещины двояким образом. На рис. 2.1 схематически изображена вершина трещины и локальные напряжения вблизи нее при нагружении тела перпендикулярно плоскости трещины. Наличие трещины вызывает увеличение локального растягивающего напряжения в направлении 2, причем степень. этого увеличения уменьшается с удалением от вершины трещины по направлению!. Растяжение материала в направлении 2 сопровождается его сжатием в направлениях 1 и 3 вследствие эффекта Пуассона, а поскольку напряжение в направлении 2 изменяется вдоль оси 1, то деформации, а, следовательно, и напряжения вдоль осей 3 и 1 непостоянны. Суммарный эффект приводит к двум предельным случаям. В первом случае в поверхностном слое образца с трещиной материал находится в плоско-напряженном состоянии и может свободно деформироваться в боковом направлении, тогда как в его центре материал находится в плоско-деформированном состоянии вследствие ограничений, накладываемых поверхностными слоями. Плосконапряженный материал обычно разрушается при сдвиге под 45° к направлению растягивающего напряжения, тогда как в плоско-деформированной области сдвиг стеснен и разрушение происходит в плоскости, перпендикулярной действующему напряжению. Поэтому в поверхностном слое значительно больше вероятность пластического течения и следовательно, больше энергии поглощается при росте трещины, чем в центре образца. В результате этого при измерении энергии разрушения пластичного материала на одинаковых образцах различной толщины энергия разрушения с повышением толщины уменьшается до тех пор, пока эффект плоско-напряженных областей не станет ничтожно малым, как схематически показано на рис. 2.2. Второй предельный случай проявляется, когда отношение длины трещины к длине неповрежденного участка достаточно велико, чтобы обеспечить разрушение образца за счет нестабильного распространения трещины без пластического деформирования всего объема неповрежденного образца. Минимальные значения поверхностной энергии разрушения получаются, если материал находится в плоско-деформированном состоянии и его общая пластичность подавлена.