Kiekvienai dienai. Įvairių medžiagų, įskaitant plieną, tamprumo modulis. Teisiniai duomenys metalo konstrukcijų skaičiavimui

Skaičiuodami statybines konstrukcijas, turite žinoti konkrečios medžiagos apskaičiuotą varžą ir tamprumo modulį. Čia yra duomenys apie pagrindines statybines medžiagas.

1 lentelė. Pagrindinių statybinių medžiagų elastiniai moduliai

Norminiai duomenys gelžbetoninių konstrukcijų skaičiavimams

2 lentelė. Betono tamprumo moduliai (pagal SP 52-101-2003)

2.1 lentelė Betono tamprumo moduliai pagal SNiP 2.03.01-84 * (1996)

Pastabos:
1. Virš linijos nurodytos vertės MPa, po eilute - kgf / cm ir sup2.
2. Lengvojo, korinio ir akytojo betono, kurio betono tankio vertės yra tarpinės, pradiniai elastiniai moduliai imami tiesinės interpoliacijos būdu.
3. Ne autoklavuoto akytojo betono Eb vertės imamos kaip autoklavuoto betono, padauginto iš koeficiento 0,8.
4. Įtemptam betonui Eb vertės yra tokios pačios kaip sunkiojo betono, padauginto iš koeficiento
a  \u003d 0,56 + 0,006 V.

3 lentelė. Standartinės betono varžos vertės (pagal SP 52-101-2003)

4 lentelė. Numatomos betono atsparumo gniuždymui vertės (pagal SP 52-101-2003)

4.1 lentelė Apskaičiuotos betono atsparumo gniuždymui vertės pagal SNiP 2.03.01-84 * (1996)

5 lentelė. Numatomas betono atsparumas tempimui (pagal SP 52-101-2003)

6 lentelė. Standartinis vožtuvų atsparumas (pagal SP 52-101-2003)

6.1 lentelė Standartinis A klasės vožtuvų atsparumas pagal SNiP 2.03.01-84 * (1996)

6.2 lentelė Standartinis B ir K klasių vožtuvų atsparumas pagal SNiP 2.03.01-84 * (1996)

7 lentelė. Projektinis vožtuvų atsparumas (pagal SP 52-101-2003)

7.1 lentelė Projektinis A klasės vožtuvų atsparumas pagal SNiP 2.03.01-84 * (1996)

7.2 lentelė Projektinis B ir K klasių vožtuvų atsparumas pagal SNiP 2.03.01-84 * (1996)

Norminiai duomenys metalo konstrukcijų skaičiavimui

8 lentelė. Standartinis ir projektinis lakštinio, plačiajuosčio universaliojo ir konstrukcinio plieno atsparumas tempimui, suspaudimui ir lenkimui (pagal SNiP II-23-81 (1990)) pagal GOST 27772-88 pastatų ir konstrukcijų plieninėms konstrukcijoms

Pastabos:
1. Lentynos storiu turėtų būti laikomas formuojamo plieno storis (mažiausias jo storis yra 4 mm).
2. Normatyvinės takumo vertės ir laikinojo pasipriešinimo vertės pagal GOST 27772-88 laikomos normatyviniu pasipriešinimu.
3. Projektinės varžos vertės gaunamos padalijant normatyvinius varžus iš medžiagos patikimumo koeficientų, suapvalinant iki 5 MPa (50 kgf / cm2).

9 lentelė. Plieno rūšys pakeistos plienu pagal GOST 27772-88 (pagal SNiP II-23-81 (1990))

Pastabos:
1. 1, 2, 3, 4 kategorijų plienas С345 ir С375 pagal GOST 27772-88 keičia atitinkamai 6, 7 ir 9, 12, 13 ir 15 kategorijų plieną pagal GOST 19281-73 * ir GOST 19282-73 *.
2. Plienas S345K, S390, S390K, S440, S590, S590K pagal GOST 27772-88 pakeis atitinkamas 1-15 kategorijų plieno rūšis pagal GOST 19281-73 * ir GOST 19282-73 *, nurodytas šioje lentelėje.
3. Plienų pakeitimas pagal GOST 27772-88 neatliekamas plienų, tiekiamų pagal kitus valstybės sąjungos standartus ir technines sąlygas, pakeitimas.

Plieno, naudojamo profiliuotų lakštų gamybai, projektinis atsparumas čia neparodytas.

ELASTICITY, ELASTICITY MODUL, KABLĖS TEISĖ.Elastingumas - kūno savybė deformuotis veikiant apkrovai ir pašalinus pradinę formą ir dydį. Elastingumo pasireiškimą geriausiai galima atsekti atlikus paprastą eksperimentą su spyruoklių balansu - dinamometru, kurio schema parodyta 1 pav.

Esant 1 kg apkrovai, rodyklės rodyklė pasislinks 1 dalijimu, 2 kg - dviem dalijimais ir pan. Jei kroviniai nuosekliai pašalinami, procesas eina priešinga kryptimi. Dinamometro spyruoklė yra elastingas kūnas, jo pailgėjimas D lpirmiausia proporcingai apkrovai P  ir, antra, visiškai išnykus, kai krovinys visiškai pašalinamas. Jei sudarysite grafiką, atidėsite apkrovos dydį išilgai vertikalios ašies, o spyruoklę išilgai horizontalios ašies, tada gausime taškus, gulinčius tiesia linija, kertančia ištaką, 2 pav. Tai taikoma ir taškams, vaizduojantiems pakrovimo procesą, ir taškams, atitinkantiems apkrovą.

Linijos pasvirimo kampas apibūdina spyruoklės sugebėjimą atsispirti apkrovos poveikiui: akivaizdu, kad „silpnoji“ spyruoklė (3 pav.). Šie grafikai vadinami spyruoklių charakteristikomis.

Charakteristikos nuolydis vadinamas spyruokliniu standumu Su. Dabar galime parašyti spyruoklės D deformacijos lygtį l \u003d P / C

Spyruoklės standumas Su  turi matmenis kg / cm \\ up122 ir priklauso nuo spyruoklės medžiagos (pavyzdžiui, plieno ar bronzos) ir jos matmenų - spyruoklės ilgio, jos ritės skersmens ir vielos, iš kurios ji pagaminta, storio.

Vienaip ar kitaip, visi kūnai, kurie gali būti laikomi vientisais, turi elastingumo savybę, tačiau ši aplinkybė gali būti toli gražu ne visada pastebima: elastinės deformacijos paprastai yra labai mažos ir jas galima pastebėti be specialių įtaisų tik tada, kai deformuotos plokštės, stygos, spyruoklės, lankstūs strypai. .

Tiesioginė elastinių deformacijų pasekmė yra konstrukcijų ir natūralių objektų tamprūs virpesiai. Nesunkiai galite aptikti plieninio tilto, per kurį važiuoja traukinys, drebėjimą, kartais galite išgirsti, kaip skamba indai, kai gatve eina sunkus sunkvežimis; visi styginiai muzikos instrumentai vienaip ar kitaip paverčia stygius stygų virpesiais oro dalelių virpesiais, mušamaisiais instrumentais taip pat elastingus virpesius (pavyzdžiui, būgnų membranas) paverčia garsu.

Žemės drebėjimo metu atsiranda elastingos žemės plutos paviršiaus virpesiai; stipraus žemės drebėjimo metu, be elastingų deformacijų, atsiranda ir plastinės (kurios išlieka po kataklizmo kaip mikroreljefo pokyčiai), o kartais atsiranda įtrūkimų. Šie reiškiniai nesusiję su elastingumu: galime sakyti, kad kietosios medžiagos deformacijos procese pirmiausia atsiranda elastinės deformacijos, paskui - plastinės, o galiausiai susidaro mikro įtrūkimai. Elastinės deformacijos yra labai mažos - ne daugiau kaip 1%, o plastinės - 5–10% ar daugiau, todėl įprasta deformacijų samprata reiškia plastines deformacijas - pavyzdžiui, plastiliną ar varinę vielą. Nepaisant savo mažumo, elastinės deformacijos vaidina lemiamą vaidmenį technologijoje: lėktuvų, povandeninių laivų, tanklaivių, tiltų, tunelių, kosminių raketų stiprumo analizė, visų pirma, yra mažų elastingų deformacijų, atsirandančių šiuose objektuose, mokslinė analizė. eksploatacinės apkrovos.

Net neolite mūsų protėviai išrado pirmąjį tolimojo ginklo ginklą - lanką ir strėlę, panaudodami lenktos medžio šakos elastingumą; tada katapultos ir balistos, pastatytos mesti didelius akmenis, naudojo virvių, susuktų iš augalų pluoštų ar net iš ilgų moterų plaukų, elastingumą. Šie pavyzdžiai įrodo, kad elastinių savybių pasireiškimas buvo seniai žinomas ir ilgą laiką naudojamas žmonėms. Tačiau supratimas, kad bet koks kietas kūnas, veikiamas net mažų apkrovų, būtinai deformuotas, nors ir labai mažas, pirmą kartą atsirado 1660 m. Roberto Hoko, didžiojo Niutono, šio laikų kolegos, kolega. Hokas buvo puikus mokslininkas, inžinierius ir architektas. 1676 m. Jis labai trumpai suformulavo savo atradimą, pateikdamas lotynišką aforizmą: „Ut tensio sic vis“, kurio reikšmė yra ta, kad „kas yra stiprybė, tokia yra pailgėjimas“. Tačiau Hokas neskelbė šios tezės, o tik savo anagramą: „ceiiinosssttuu“. (Taigi tada jie teikė pirmenybę neatskleisdami atradimo esmės).

Tikriausiai tuo metu Hooke'as jau suprato, kad elastingumas yra universali kietųjų medžiagų savybė, tačiau manė, kad jo pasitikėjimą reikia patvirtinti eksperimentiniu būdu. Hooke'o knyga apie elastingumą buvo išleista 1678 m., Kur buvo aprašyti eksperimentai, iš kurių galima daryti išvadą, kad elastingumas yra „metalų, medžio, akmens, plytų, plaukų, ragų, šilko, kaulų, raumenų, stiklo ir kt. Savybė“. Ten buvo iššifruota anagrama. Roberto Hooke'o tyrimai lėmė ne tik pagrindinio elastingumo dėsnio atradimą, bet ir spyruoklių chronometrų (prieš tai buvo tik švytuokliniai chronometrai) išradimą. Tyrinėdamas įvairius elastingus kūnus (spyruokles, strypus, lankus), Hookas nustatė, kad „proporcingumo koeficientas“ (ypač spyruoklės standumas) labai priklauso nuo elastingo kūno formos ir dydžio, nors medžiaga turi lemiamą vaidmenį.

Praėjo daugiau nei šimtas metų, per kuriuos eksperimentus su elastinėmis medžiagomis atliko Boyle'as, Coulombas, Navier'is ir kai kurie kiti mažiau žinomi fizikai. Vienas pagrindinių eksperimentų buvo bandomosios lazdelės išplėtimas iš tiriamos medžiagos. Norint palyginti skirtingose \u200b\u200blaboratorijose gautus rezultatus, reikėjo arba visada naudoti tuos pačius mėginius, arba išmokti atskirti mėginių dydžių sujungimą. Ir 1807 m. Pasirodė Thomas Youngo knyga, kurioje buvo įvestas tamprumo modulis - kiekis, apibūdinantis medžiagos elastingumo savybes, nepriklausomai nuo eksperimente naudojamo mėginio formos ir dydžio. Tam jums reikia stiprybės Ppridedamas prie mėginio, padalintas iš pjūvio ploto F, o pailgėjimas D l  padalintas iš pradinio mėginio ilgio l. Atitinkami santykiai yra stresas ir padermė e.

Dabar Hooke'o proporcingumo dėsnis gali būti parašytas taip:

s \u003d Ee

Proporcingumo koeficientas E  vadinamas Youngo moduliu, turi tokio dydžio matmenis kaip įtempis (MPa), o jo žymėjimas yra lotyniško žodžio elastitat pirmoji raidė - elastingumas.

Tamprumo modulis ETai tokios pačios rūšies medžiagos savybė kaip jos tankis ar šilumos laidumas.

Normaliomis sąlygomis kietai medžiagai deformuoti reikalinga nemaža jėga. Tai reiškia, kad modulis E  turėtų būti didelė vertė - palyginti su didžiausiais įtempiais, po kurių elastinės deformacijos pakeičiamos plastinėmis, o kūno forma pastebimai iškraipoma.

Jei išmatuosite modulio dydį E  megapaskaliais (MPa) gauname šias vidutines vertes:

Fizinis elastingumo pobūdis yra susijęs su elektromagnetine sąveika (įskaitant van der Waals jėgas kristalų tinklelyje). Mes galime manyti, kad elastinės deformacijos yra susijusios su atstumo tarp atomų pokyčiu.

Elastinis strypas turi dar vieną pagrindinę savybę - plonėti, esant įtampai. Tas faktas, kad tempiamos virvės tampa plonesnės, buvo žinomas jau seniai, tačiau specialiai atlikti eksperimentai parodė, kad tempiant elastingą strypą visada yra modelis: jei išmatuosi skersinę deformaciją e “, t.y., sumažindamas strypo plotį d b  padalintas iš pradinio pločio b, t.y.

padalinkite jį išilginiu kamienu e, tada šis santykis išlieka pastovus visoms tempimo jėgos vertėms Ptai yra

(Tikėk e “ < 0; todėl naudojama absoliuti reikšmė). Pastovus v  vadinamas Puasono santykiu (po prancūzų matematiko ir mechaniko Simono Deniso Poissono) ir priklauso tik nuo strypo medžiagos, tačiau nepriklauso nuo jo dydžio ir skerspjūvio formos. Poisson santykio vertė įvairioms medžiagoms svyruoja nuo 0 (kamštienos atveju) iki 0,5 (gumos atveju). Pastaruoju atveju mėginio tūris tempimo metu nesikeičia (tokios medžiagos vadinamos nesuspaustomis). Metalų vertės skiriasi, tačiau artimos 0,3.

Tamprumo modulis E  o Puasono santykis kartu sudaro porą kiekių, kurie visiškai apibūdina bet kurios konkrečios medžiagos elastines savybes (turime omenyje izotropines medžiagas, t. y. tas, kurių savybės nepriklauso nuo krypties; medienos pavyzdys rodo, kad ne visada taip yra - jos savybės išilgai pluoštai ir pluoštai yra labai skirtingi. Tai yra anizotropinė medžiaga. Anizotropinės medžiagos yra pavieniai kristalai, daug kompozicinių medžiagų (kompozitų), pavyzdžiui, stiklo pluošto. Tokios medžiagos taip pat turi tam tikrą elastingumas, tačiau pats reiškinys yra daug sudėtingesnis).

Rusijos Federacijos valstybinės aukštojo profesinio mokymo įstaigos švietimo ir mokslo ministerija

- Kuzbaso valstybinis technikos universitetas

Medžiagų atsparumo katedra

PIRMO BENDROJO ELASTICITY MODULIO APIBRĖŽTIS

IR POISSONO KOEFICIENTAS

Laboratorinio darbo disciplinos gairės - Medžiagų atsparumas techninių specialybių studentams

Sudarė I. A. Panachev M. J. Nasonovas

Patvirtinta katedros posėdyje. 2011 m. Sausio 31 d. Protokolas Nr. 8. Rekomenduojama paskelbti specialybės mokymo ir metodinei komisijai. 150202 2011 m. Kovo 2 d. Protokolas Nr. 6. Elektroninė kopija yra Kuznetsko valstybinio techninio universiteto bibliotekoje

Kemerovas 2011 m

Darbo tikslas: eksperimentinis medžiagos - plieno BCt3 „elastinių“ konstantų nustatymas

– išilginio tamprumo modulis (pirmosios rūšies tamprumo modulis, Youngo modulis);

– šoninis deformacijos koeficientas (Puasono santykis).

"1. Išilginio tamprumo modulis (pirmosios rūšies tamprumo modulis, Youngo modulis) - apibrėžimas ir panaudojimas

1 punktas. Paskyrimas

Išilginio tamprumo modulis žymimas lotyniška raide - „E“.

n. 2. Semantinis apibrėžimas

E Tai yra medžiagos standumo (elastingumo) savybė, rodanti jos sugebėjimą atsispirti išilginėms deformacijoms (įtempimui, suspaudimui) ir lenkimui.

savybės E

1. E yra medžiagos „tamprioji“ konstanta, kurios taikymas galioja tik esant tiesinėms medžiagos elastingosioms deformacijoms, tai yra, atsižvelgiant į Hoko įstatymą (1 pav.).

Fig. 1. Plieno BCt3 AB tempimo schema - deformacijų tiesinio santykio schema - ε

ir įtampos - σ (Hoko dėsnio veikimo sritis); BC - netiesinių deformacijų santykio diagrama

ir pabrėžia

2. E jungiasi vienas su kitu pagal Hooke'o dėsnio formulę esant tempimo (suspaudimo) deformacijai ir įtempiui ir grafiškai įvertinamas taip: E \u003d tg (žr. 1 pav.).

3. Medžiaga, turinti didelę skaitinę vertęE yra tvirtesnis ir reikalauja daug pastangų deformuotis.

4. Dauguma medžiagų atitinka tam tikrą pastovią (pastovią) vertęE.

5. Pagrindinių medžiagų E vertės yra pateiktos medžiagų atsparumo vadovuose ir mašinų gamintojo vadovuose, o jei vadovuose nėra duomenų, jie yra nustatomi eksperimentiniu būdu.

n. 4. E naudojimas

E naudojami medžiagų atsparumui įvertinti įvertinant stiprumą

nosti, konstrukcinių elementų tvirtumas ir stabilumas:

1) kai apskaičiuojamas stipris eksperimentiškai nustatant išmatuotų deformacijų įtempius

≤ [σ]; (1) 2) apskaičiuojant standumą teorinio nustatymo procese

kamienas

3) kai apskaičiuojamas stabilumas visų rūšių problemų sprendimo procese.

n. 5. Skaitmeninis apibrėžimas

E skaitmeniškai lygus įtampai, kuri gali atsirasti

į pluoštas, kurio elastinė įtampa 100% (2 kartus).

E - charakteristika yra sąlyginė, nes kai ji nustatoma, sąlyginai manoma, kad bet kuri medžiaga gali elastingai deformuotis, ilgėjant begalinį skaičių kartų, nors ji yra žinoma

- ne daugiau kaip 2% (išskyrus gumą, gumą).

100% pagrindas yra naudojamas siekiant patogiau naudoti E pagal Hooke'o dėsnio formules.

E praktiškai nustatomas tempiant pavyzdį procentine dalimi ir gaunamą įtampą padidinant atitinkamą kartų skaičių.

1 pavyzdys: kai pavyzdys ištemptas \u003d 1%, bandinyje atsirandantys įtempiai yra, pavyzdžiui, 1000 MPa (10 000 kg / cm2), tada tamprumo modulis bus lygus

E \u003d 100 \u003d 100 000 MPa (1 000 000 kg / cm2). 2 pavyzdys: \u003d 0,1% \u003d 100 MPa (1 000 kg / cm2)

E \u003d 1000 \u003d 100 000 MPa (1 000 000 kg / cm2).

n. 6. Matavimo vienetai E

E turi matmenis: [kN / cm2] arba [MPa].

n. 7. Skaitinių E verčių pavyzdžiai

Įvairių medžiagų tamprumo modulis E yra

Iš sąraše esančių duomenų galima spręsti apie medžiagų standumo santykį (medžiagos standumas proporcingai priklauso nuo tamprumo modulio). Pavyzdžiui, plienas yra 2 kartus kietesnis nei varis, todėl, svarstant to paties tipo pavyzdžius, pagamintus iš plieno ir vario, norint juos ištempti vienodo ilgio tampriųjų deformacijų ribose, plieno bandiniui reikia taikyti dvigubai didesnę apkrovą, palyginti su variu.

"2. Skersinės deformacijos koeficientas (Puasono santykis) -

apibrėžimas ir vartojimas

1 punktas. Paskyrimas

Puasono santykis žymimas graikiška raide "" (mu).

n. 2. Semantinis apibrėžimas

- elastinga mechaninė medžiagos savybė, apibūdinanti medžiagos sugebėjimą deformuotis skersai

išilginės apkrovos atveju, nes, kai pavyzdys yra ištemptas, kartu su jo išilginiu pailgėjimu, taip pat vyksta jo skersinis susiaurėjimas (2 pav.).

Fig. 2. Išilginis ir skersinis bandinio tempimas

Iš fig. 2 darytina išvada, kad absoliuti imties deformacija

kur l ir b yra absoliutus pailgėjimas ir absoliutus susiaurėjimas

yra skaitmeniškai lygus mėginio santykinio susiaurėjimo ir jo santykinio pailgėjimo santykiui jo išilginės deformacijos metu, t. y. santykinio skersinio ir išilginio deformacijų santykis. Šis požiūris yra išreikštas

3 straipsnis. Savybės

1. Kiekviena medžiaga atitinka tam tikrą pastovią vertę (konstantą).

2. Daugumos medžiagų skaitinė vertė yra pateikta medžiagų atsparumo vadovuose ir mašinų gamintojo vadovuose, kitaip ji nustatoma eksperimentiniu būdu.

4 straipsnis. Naudojimas

Jis naudojamas medžiagų atsparumui kaip koeficientas apibendrintojo Hoko dėsnio formulėje (2) ir sujungia pirmosios ir antrosios rūšies elastinius modulius, kurie bus nagrinėjami toliau.

n. 5. Vienetai

- be matmens kiekis (b / c).

n. 6. Pokyčių ribos

Apskritai, žinomų tirtų izotropinių (turinčių tas pačias elastines savybes visomis kryptimis) medžiagoms, Puasono santykio kitimo diapazonas \u003d 0 0,5.

7 punktas. Skaitinės vertės pavyzdžiai

Puasono santykis - įvairių rūšių medžiagoms -

kamštienos medis - 0.

” 3. Bandomosios įrangos aprašymas

Į tempimo mėginio laboratoriniai darbai tempimo bandymo mašinaP-5 (3 pav.).

Fig. 3. Sprogmens mašinos R-5 schema: 1 - rankena; 2 - veržlė; 3 - varžtas;

9 - jėgos matuoklis; 10 - deformacijų matuokliai

Montavimas eksperimento metu veikia taip. Rankenos pasukimas / 1 / per reduktorių perduodamas veržle / 2 /, kuri sukelia varžto vertikalų judėjimą / 3 /. Tai lemia mėginio ištempimą / 6 /, pritvirtintą rankenose / 4 / ir / 5 /. Jėgą pavyzdyje sukuria svirties sistema / 7 / ir švytuoklė / 8 /. Pastangų dydis nustatomas pagal apkrovos matuoklio skalę / 9 /. Absoliutinei išilginei ir skersinei deformacijoms nustatyti naudojami svirties tipo tensometrai (Guggenberger tensometras) / 10 /.

Fig. 4. Svirties tensometras (Guggenberger tensometras): a - bendras vaizdas; b yra supaprastinta schema;

l bt - deformacijos matuoklio pagrindas; l bt - pakeiskite deformacijos matuoklio pagrindą; 1 - mėginys; 2 - varžtas; 3 - tvirtinimo spaustukas;

Kaina4 - išmatuoti vieną mažą skalę; padalinti 5 skales - nurodant deformacijos matuoklio rodyklę; - Kai dešimties s yra lygios 0,0016 - vyris; mm (0,00017 - fiksuotas cm / padal.). palaikymas; 8 - kilnojamoji atrama

Deformacijos matuoklis gali išmatuoti tik jo, kuriame jis yra, deformacijas, tai yra plotą, vadinamą „ tenzometro bazė “, tačiau negali išmatuoti absoliučios viso bandinio deformacijos, nebent, žinoma, pavyzdžio ilgis nėra lygus deformacijos matuoklio pagrindui.

Atsižvelgiant į tai, kad eksperimente matavimai bus atliekami naudojant tensometrus, kurių matmenys (bazės) yra daug mažesni nei mėginio matmenys, išmatuotos mėginio dalies ilgis ir plotis bus apriboti išilginių ir skersinių tensometrų pagrindais.

E yra medžiagos, o ne bandinio, savybės, todėl E, gautas matuojant mėginio srities deformacijas, bus tas pats, kaip ir matuojant viso mėginio deformacijas.

3 pav. Deformacijų matuoklių ir matavimo sekcijų vieta bandinyje

Laboratoriniuose darbuose, siekiant padidinti gautų rezultatų tikslumą, E vertės bus nustatomos dviem

mėginio kamienai, esantys ant priešingų jo paviršių (5 pav.).

II sklypas

Fig. 5. Ištirtų mėginio dalių ir deformacijų matuoklių išdėstymas

1, 2 - išilginiai deformacijų matuokliai; 3, 4 - skersiniai deformacijų matuokliai; (punktyrinė linija rodo deformacijų matuoklius nematomame bandinio paviršiuje)

Šis deformacijų matuoklių išdėstymas yra susijęs su tuo, kad tempiant bandinį tempimo jėgų P veikimo linijos ne visada sutampa su bandinio išilgine ašimi, t.y., egzistuoja ekscentriškumas (jėgų P veikimo linijos poslinkis nuo išilginės ašies). Vidutiniai tensometrų rodmenys, paimti iš dviejų mėginio dalių, duos tikrą vaizdą.

4 dalis. Paaiškinimai

1. Taikant pavyzdį papildomą apkrovą, lygią pakrovimo stadijai, kiekvieną kartą turėtų būti padidinamas toks pats ilgio žingsnis. Taip yra dėl to, kad mėginio tempimas šiame laboratoriniame darbe atliekamas tik atsižvelgiant į medžiagos elastingąsias savybes, atsižvelgiant į Huko dėsnio ribas, tai yra tiesinis ryšys tarp apkrovos ir deformacijos. Ši padėtis leidžia pakartotinai atlikti eksperimentą, kaip pagrindą naudojant nuolatinę papildomą apkrovą, lygią pakrovimo stadijai -P, tolygiai padidinant bendrą apkrovą. Norėdami pradėti eksploatuoti eksperimentinę sąranką

valstybės naudojamas preliminarus pakrovimo etapas

niya - P 0.

2. F arr - bandinio skerspjūvio plotas nustatomas pagal 1 pav. 6.

h \u003d 0,3 cm

a \u003d 8 cm

"3. Darbinės formulės išilginio tamprumo moduliui nustatyti - E ir Puasono santykis -

Laboratoriniame darbe norimos charakteristikos nustatomos atsižvelgiant į laipsnišką jėgos didinimo metodą ir išbandytų sekcijų dydžių lygius išilginių ir skersinių tenometrų pagrindams:

1) E nustatomas pagal (3) formulę - Hoko dėsnis (II forma) -

l N l;

l bt - pakeiskite išilginio deformacijos matuoklio pagrindą; F arr yra mėginio skerspjūvio plotas.

Prieš imdamiesi kai kurių statybinių medžiagų darbų, būtina ištirti jų stiprumo duomenis ir galimą sąveiką su kitomis medžiagomis bei medžiagomis, jų suderinamumą atsižvelgiant į tinkamą elgesį su ta pačia konstrukcijos apkrova. Lemiamas vaidmuo sprendžiant šią problemą priskiriamas tamprumo moduliui - jis taip pat vadinamas Youngo moduliu.

Didelis plieno stiprumas leidžia jį naudoti statant aukštybinius pastatus ir stadionų bei tiltų ažūrinius statinius. Kai kurių medžiagų, turinčių įtakos plieno kokybei, priedai vadinamas legiravimu, ir šie priedai gali padvigubinti plieno stiprumą. Legiruoto plieno elastingumo modulis yra daug didesnis nei normalus. Stiprumas statyboje, kaip taisyklė, pasiekiamas pasirinkus profilio skerspjūvio plotą dėl ekonominių priežasčių: aukšto legiruotojo plieno kainos yra didesnės.

Fizinė prasmė

Elastingumo modulis apibūdinamas kaip fizinis dydis (E). Šis rodiklis apibūdina gaminio medžiagos elastinį atsparumą deformuojamoms apkrovoms, kurios jam taikomos:

• išilginis - tempiamasis ir gniuždantysis;
• skersinis - lenkimas arba atliekamas pamainos pavidalu;
• tūrinis - sukimasis.

Kuo didesnė vertė (E), tuo stipresnis bus šios medžiagos produktas ir tuo didesnė bus lūžių riba. Pavyzdžiui, aliuminiui ši vertė yra 70 GPa, ketaus - 120, geležies - 190, o plienui - iki 220 GPa.

Apibrėžimas

Tamprumo modulis - suvestinis terminas, apimantis kitus fizinius kietų medžiagų elastingumo savybių rodiklius - veikiamas jėgos, pasibaigus jėgai, pasikeičia ir įgyja savo buvusią formą, ty elastingai deformuotis. Tai yra gaminio įtempių ir jėgos slėgio, tenkančio ploto vienetui, santykis su elastine deformacija (be matmens dydis nustatomas pagal gaminio dydžio ir jo pradinio dydžio santykį). Taigi jo matmuo, taip pat ir įtampa, yra jėgos ir vieneto ploto santykis. Kadangi įtampa metrinėje SI paprastai matuojama paskaliais, tada stiprumo indikatorius taip pat yra.

Yra dar vienas, nelabai teisingas apibrėžimas: modulis yra slėgisgebančios prailginti produktą perpus. Bet daugelio medžiagų išeigos stipris yra daug mažesnis už taikomą slėgį.

Tamprumo moduliai, jų rūšys

Yra daugybė būdų, kaip pakeisti jėgos taikymo sąlygas ir jų sukeltas deformacijas, ir tai reiškia daugybę rūšių tampriųjų modulių, tačiau praktiškai atsižvelgiant į deformuojančias apkrovas yra trys pagrindiniai:

Elastingumo savybės neapsiriboja šiais rodikliais, yra ir tokių, kurie neša kitą informaciją, turi skirtingas matmuo ir prasmė. Jis taip pat plačiai žinomas tarp specialistų kaip Lame elastingumas ir Puasono santykis.

Kaip nustatyti plieno tamprumo modulį

Įvairių rūšių plieno parametrams nustatyti yra specialios lentelės, reglamentuojančios statybų srities norminius dokumentus - statybų kodeksuose ir nuostatuose (Statybos normos ir reglamentai) bei valstybiniuose standartuose (GOST). Taigi tamprumo modulis (E) arba jaunas, baltojo ir pilkojo ketaus nuo 115 iki 160 GPa, kaliojo - 155. Kalbant apie plieną, C245 anglies plieno elastingumo modulis turi reikšmes nuo 200 iki 210 GPa. Legiruoto plieno rodikliai yra šiek tiek aukštesni - nuo 210 iki 220 GPa.

Ta pati standartinių St.3 ir St.5 rūšių plieno charakteristika turi tą pačią vertę - 210 GPa, o plieno St.45, 25G2S ir 30KhGS - 200 GPa. Kaip matote, įvairių klasių kintamumas (E) tapo nereikšmingas, tačiau gaminiuose, pavyzdžiui, virvėse - kitoks vaizdas:

• labai stiprio 200 GPa sruogų ir vielos klojimas;
• plieniniai kabeliai, kurių metalinė šerdis yra 150 GPa;
• plieno lynai, kurių organinė šerdis yra 130 GPa.

Kaip matote, skirtumas yra reikšmingas.

Šlyties modulio ar standumo (G) vertės gali būti matomos tose pačiose lentelėse, jų vertės yra mažesnės, valcuotam plienui - 84 GPa, anglis ir lydinys - nuo 80 iki 81 hPa, o plienams St.3 ir St.45–80 GPa. Elastingo parametro verčių skirtumo priežastis yra trijų pagrindinių modulių vienu metu veikimas, apskaičiuojamas skirtingais metodais. Tačiau skirtumas tarp jų yra nedidelis, o tai rodo pakankamą tikslumą tiriant elastingumą. Todėl skaičiuodami ir formules turėtumėte eiti ne ciklais, bet turėtumėte paimti tam tikrą tamprumo vertę ir naudoti ją kaip konstantą. Jei neatliksite atskirų modulių skaičiavimų, bet atliksite skaičiavimą komplekse, vertė (E) bus 200 GPa.

Reikia suprasti, kad šios vertės skiriasi plienams su skirtingais priedais ir plieno gaminiams, įskaitant dalis iš kitų medžiagų, tačiau šios vertės šiek tiek skiriasi. Didžiausią įtaką elastingumo indeksui daro anglies kiekis, tačiau plieno apdirbimo būdas - karštas valcavimas arba štampavimas šaltmečiu neturi reikšmingos įtakos.

Rinkdamiesi plieno gaminius, jie taip pat naudoja dar vieną rodiklį, kuris yra reguliuojamas taip pat, kaip ir tamprumo modulis gOST ir SNiP publikacijų lentelėse  Ar apskaičiuotas atsparumas tempimo, gniuždymo ir lenkimo apkrovoms. Šio indikatoriaus matmenys yra tokie patys kaip tamprumo modulio, tačiau vertės yra trimis laipsniais mažesnės. Šis rodiklis turi du tikslus: normatyvinį ir projektinį atsparumą, pavadinimai kalba patys už save - atliekant konstrukcijos stiprio skaičiavimus naudojamas projektinis atsparumas. Taigi C255 plieno, kurio storis nuo 10 iki 20 mm, projektinis atsparumas yra 240 MPa, o naudojant standartinį 245 MPa. Projektuotas valcavimo gaminių nuo 20 iki 30 mm atsparumas yra šiek tiek mažesnis ir siekia 230 MPa.