Kiekvieną dieną. Įvairių medžiagų, įskaitant plieną, tamprumo modulis Norminiai metalo konstrukcijų skaičiavimo duomenys

Skaičiuojant statybinės konstrukcijos reikia žinoti tam tikros medžiagos projektinį atsparumą ir tamprumo modulį. Čia pateikiami duomenys apie pagrindines statybines medžiagas.

1 lentelė. Pagrindinių statybinių medžiagų tamprumo modulis

Normatyviniai duomenys gelžbetoninių konstrukcijų skaičiavimams

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

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

Pastabos:
1. Vertės nurodytos virš linijos MPa, žemiau linijos - kgf/cm².
2. Lengvo, akytojo ir akytojo betono, kurio betono tankis yra tarpinės vertės, pradiniai tamprumo moduliai imami tiesine interpoliacija.
3. Neautoklavinio kietėjimo akytajam betonui E b vertės imamos kaip ir autoklavinio kietėjimo betono, padaugintos iš koeficiento 0,8.
4. Savaiminio įtempimo betono E b vertės imamos kaip ir sunkiojo betono, padaugintos iš koeficiento
a= 0,56 + 0,006 V.

3 lentelė Norminės betono atsparumo vertės (pagal SP 52-101-2003)

4 lentelė Betono atsparumo gniuždymui projektinės vertės (pagal SP 52-101-2003)

4.1 lentelė Betono atsparumo gniuždymui projektinės vertės pagal SNiP 2.03.01-84*(1996)

5 lentelė Betono tempiamojo stiprio projektinės vertės (pagal SP 52-101-2003)

6 lentelė Reguliuojamos jungiamųjų detalių varžos (pagal SP 52-101-2003)

6.1 lentelė A klasės jungiamųjų detalių reguliavimo varžos pagal SNiP 2.03.01-84* (1996)

6.2 lentelė B ir K klasių jungiamųjų detalių reguliavimo varžos pagal SNiP 2.03.01-84* (1996)

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

7.1 lentelė A klasės armatūros projektinės varžos pagal SNiP 2.03.01-84* (1996)

7.2 lentelė B ir K klasių jungiamųjų detalių projektinės varžos pagal SNiP 2.03.01-84* (1996)

Normatyviniai metalo konstrukcijų skaičiavimo duomenys

8 lentelė Reguliuojamasis ir projektinis atsparumas tempimui, gniuždymui ir lenkimui (pagal SNiP II-23-81 (1990)) iš lakštinio, plačiajuosčio universalaus ir forminio plieno pagal GOST 27772-88 plieninėms pastatų ir konstrukcijų konstrukcijoms

Pastabos:
1. Flanšo storis turi būti imamas kaip forminio plieno storis (jo minimalus storis – 4 mm).
2. Reguliuojamos takumo ir tempimo stiprio vertės pagal GOST 27772-88 yra laikomos normatyviniu atsparumu.
3. Projektinių varžų vertės gaunamos standartines varžas padalijus iš medžiagos patikimumo koeficientų, suapvalintų iki 5 MPa (50 kgf/cm²).

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

Pastabos:
1. 1, 2, 3, 4 kategorijų plienai C345 ir C375 pagal GOST 27772-88 pakeičia atitinkamai 6, 7 ir 9, 12, 13 ir 15 kategorijų plienus pagal GOST 19281-73* ir GOST 19282- 73*.
2. Plienas S345K, S390, S390K, S440, S590, S590K pagal GOST 27772-88 pakeičia atitinkamas 1-15 kategorijų plieno rūšis pagal GOST 19281-73* ir GOST 19282-73*, nurodytas šioje lentelėje.
3. Plieno pagal GOST 27772-88 pakeitimas plienais, tiekiamais pagal kitus valstybinius visos Sąjungos standartus ir specifikacijas, nepateikta.

Profiliuotų lakštų gamybai naudojamo plieno projektinės varžos čia nepateiktos.

ELASTINGUMAS, ELASTINIS MODULIS, Huko dėsnis. Elastingumas - kūno savybė deformuotis veikiant apkrovai ir atstatyti pradinę formą bei matmenis po jo pašalinimo. Elastingumo pasireiškimą geriausiai galima atsekti atliekant paprastą eksperimentą su spyruokliniu balansu – dinamometru, kurio schema parodyta 1 pav.

Esant 1 kg apkrovai, indikatoriaus rodyklė perkels 1 padalą, 2 kg – dviem padalomis ir pan. Jei apkrovos pašalinamos nuosekliai, procesas vyksta priešinga kryptimi. Dinamometro spyruoklė yra elastingas korpusas, jo pailgėjimas D l, pirma, proporcingas apkrovai P ir, antra, visiškai išnyksta, kai apkrova visiškai pašalinama. Jei sudarote grafiką, apkrovos reikšmę nubraižote išilgai vertikalios ašies, o spyruoklės pailgėjimą išilgai horizontalios ašies, tada gausite taškus, kurie yra tiesėje, einančioje per pradžią, 2 pav. Tai galioja ir taškams, vaizduojantiems krovimo procesą, ir taškams, atitinkantiems apkrovą.

Tiesios linijos pasvirimo kampas apibūdina spyruoklės gebėjimą atsispirti apkrovos veikimui: aišku, kad „silpna“ spyruoklė (3 pav.). Šie grafikai vadinami spyruoklinėmis charakteristikomis.

Charakteristikos nuolydžio liestinė vadinama spyruoklės standumu NUO. Dabar galime parašyti spyruoklės D deformacijos lygtį l=P/C

Pavasario norma NUO jo matmenys yra 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. pagamintas.

Tam tikru mastu visi kūnai, kuriuos galima laikyti kietais, turi tamprumo savybę, tačiau šią aplinkybę galima pastebėti ne visada: tamprios deformacijos dažniausiai yra labai mažos ir gali būti stebimos be specialius įrenginius pavyksta praktiškai tik deformuojant plokštes, stygas, spyruokles, lanksčius strypus.

Tiesioginė tampriųjų deformacijų pasekmė yra tamprios konstrukcijų ir gamtos objektų vibracijos. Galima nesunkiai pastebėti plieninio tilto, per kurį važiuoja traukinys, drebėjimą, kartais galima išgirsti indų žvangėjimą, kai gatve pravažiuoja sunkusis sunkvežimis; visos stygos muzikos instrumentai Jie vienaip ar kitaip elastingus stygų virpesius paverčia oro dalelių virpesiais, mušamuosiuose instrumentuose taip pat elastingi virpesiai (pavyzdžiui, būgnų membranos) paverčiami garsu.

Žemės drebėjimo metu atsiranda tamprios žemės plutos paviršiaus vibracijos; stipraus žemės drebėjimo metu, be tamprių deformacijų, atsiranda plastinės deformacijos (kurios po kataklizmo išlieka kaip mikroreljefo pokyčiai), kartais atsiranda įtrūkimų. Šie reiškiniai nesusiję su elastingumu: galima teigti, kad kieto kūno deformacijos procese visada pirmiausia atsiranda tamprios deformacijos, vėliau – plastinės, galiausiai susidaro mikroįtrūkimai. Tamprios deformacijos yra labai mažos - ne daugiau kaip 1%, o plastinės gali siekti 5-10% ir daugiau, todėl įprasta deformacijų idėja yra plastinės deformacijos - pavyzdžiui, plastilinas ar varinė viela. Tačiau, nepaisant mažumo, elastinės deformacijos vaidina svarbų vaidmenį technologijoje: lėktuvų, povandeninių laivų, tanklaivių, tiltų, tunelių, kosminių raketų stiprumo skaičiavimas pirmiausia yra mokslinė analizė mažos tamprios deformacijos, atsirandančios išvardintuose objektuose veikiant eksploatacinėms apkrovoms.

Dar neolite mūsų protėviai išrado pirmąjį tolimojo nuotolio ginklą – lanką ir strėles, panaudodami lenktos medžio šakos elastingumą; tada katapultose ir balistose, statomose dideliems akmenims mėtyti, buvo naudojamas virvių, susuktų iš augalinių ar net iš moteriškų pluoštų, elastingumas. ilgi plaukai. Šie pavyzdžiai įrodo, kad elastingumo savybių pasireiškimas žmonėms buvo žinomas ir naudojamas jau seniai. Tačiau supratimas, kad bet koks kietas kūnas, veikiamas net ir mažų apkrovų, būtinai deformuojasi, nors ir labai mažai, pirmą kartą atsirado 1660 m. su Robertu Huku, didžiojo Niutono amžininku ir kolega. Hukas buvo puikus mokslininkas, inžinierius ir architektas. 1676 metais jis savo atradimą suformulavo labai trumpai, lotyniško aforizmo forma: „Ut tensio sic vis“, kurio reikšmė yra ta, kad „kokia jėga, toks ir pailgėjimas“. Bet Hukas paskelbė ne šią tezę, o tik jos anagramą: „ceiiinosssttuu“. (Taigi jie suteikė pirmenybę neatskleisdami atradimo esmės.)

Tikriausiai tuo metu Hukas jau suprato, kad elastingumas yra universali kietųjų kūnų savybė, tačiau jis manė, kad būtina eksperimentiškai patvirtinti savo pasitikėjimą. 1678 metais buvo išleista Huko knyga apie elastingumą, kurioje aprašyti eksperimentai, iš kurių matyti, kad elastingumas yra „metalų, medžio, uolų, plytų, plaukų, ragų, šilko, kaulų, raumenų, stiklo ir kt.“ savybė. Ten taip pat buvo iššifruota anagrama. Roberto Huko tyrinėjimai atvedė ne tik prie pagrindinio tamprumo dėsnio atradimo, bet ir prie spyruoklinių chronometrų išradimo (anksčiau buvo tik švytuokliniai). Tyrinėdamas įvairius elastingus kūnus (spyruokles, strypus, lankus), Hooke'as nustatė, kad „proporcingumo koeficientas“ (ypač spyruoklės standumas) labai priklauso nuo formos ir dydžio. elastingas kūnas nors medžiaga vaidina lemiamą vaidmenį.

Praėjo daugiau nei šimtas metų, per kuriuos Boyle'as, Coulombas, Navieras ir kai kurie kiti mažiau žinomi fizikai atliko eksperimentus su elastinėmis medžiagomis. Vienas iš pagrindinių eksperimentų buvo bandomojo strypo ištempimas iš tiriamos medžiagos. Norint palyginti skirtingose ​​laboratorijose gautus rezultatus, reikėjo arba visada naudoti tuos pačius mėginius, arba išmokti atmesti mėginių dydžių suliejimą. O 1807 metais pasirodė Thomaso Youngo knyga, kurioje buvo įvestas tamprumo modulis – vertė, nusakanti medžiagos tamprumo savybę, neatsižvelgiant į eksperimente naudoto mėginio formą ir dydį. Reikia jėgų P taikomas mėginiui, padalintas iš skerspjūvio ploto F, o gautas pailgėjimas D l padalintas iš pradinio mėginio ilgio l. Atitinkami santykiai yra įtempiai s ir deformacija e.

Huko proporcingumo dėsnį dabar galima parašyti taip:

s= E e

Proporcingumo koeficientas E vadinamas Youngo moduliu, turi tokį patį matmenį kaip įtempis (MPa), o jo žymėjimas yra pirmoji raidė Lotyniškas žodis elasticitat – elastingumas.

Tamprumo modulis E yra tos pačios rūšies medžiagos charakteristika, kaip ir jos tankis arba šilumos laidumas.

AT normaliomis sąlygomis norint deformuoti kietą kūną, reikia didelės jėgos. Tai reiškia, kad modulis E turėtų būti didelė reikšmė – lyginant su ribiniais įtempiais, po kurių tamprios deformacijos pakeičiamos plastinėmis ir pastebimai iškreipiama kūno forma.

Jei išmatuosime modulį E megapaskaliais (MPa) bus gautos šios vidutinės vertės:

Fizinis elastingumo pobūdis yra susijęs su elektromagnetine sąveika (įskaitant van der Waals jėgas kristalinėje gardelėje). Galima daryti prielaidą, kad tampriosios deformacijos yra susijusios su atstumo tarp atomų pasikeitimu.

Elastinis strypas turi dar vieną esminę savybę – ištempus plonėti. Tai, kad ištempus lynus plonėja, žinoma jau seniai, tačiau specialiai sukurti eksperimentai parodė, kad tempiant tamprią strypą visada atsiranda raštas: išmatavus skersinę deformaciją e “, t.y. strypo plotis d b padalintas iš pradinio pločio b, t.y.

ir padalinkite jį iš išilginės deformacijos e, tada šis santykis išlieka pastovus visoms tempimo jėgos vertėms P, tai yra

(Manoma, kad el. < 0; todėl naudojamas absoliučioji vertė). Pastovus v vadinamas Puasono koeficientu (prancūzų matematiko ir mechaniko Simono Deniso Puasono vardu) ir priklauso tik nuo strypo medžiagos, bet nepriklauso nuo jo matmenų ir pjūvio formos. Puasono koeficiento reikšmė skirtingos medžiagos svyruoja nuo 0 (kamštiena) iki 0,5 (guma). Pastaruoju atveju mėginio tūris tempimo metu nekinta (tokios medžiagos vadinamos nesuspaudžiamomis). Metalų vertės skiriasi, bet artimos 0,3.

Tamprumo modulis E ir Puasono santykis kartu sudaro porą dydžių, visiškai apibūdinančių bet kurios konkrečios medžiagos elastines savybes (tai reiškia izotropines medžiagas, t. y. tas, kurių savybės nepriklauso nuo krypties; medienos pavyzdys rodo, kad taip būna ne visada – jos savybės išilgai pluoštai ir skersai pluoštai yra labai skirtingi.Tai anizotropinė medžiaga.Anizotropinės medžiagos yra pavieniai kristalai, daugelis kompozitinių medžiagų (kompozitų), pvz., stiklo pluoštas. Tokios medžiagos taip pat turi tam tikrų ribų tamprumą, bet pats reiškinys pasirodo esąs daug daugiau kompleksas).

Rusijos Federacijos valstybės švietimo ir mokslo ministerija švietimo įstaiga aukštasis profesinis išsilavinimas

œKuzbaso valstybinis technikos universitetas

Medžiagų stiprumo katedra

PIRMOSIOS RŪŠIES ELASTINGO MODULIO NUSTATYMAS

IR NUODŲ SANTYKIS

Gairės, skirtos laboratoriniai darbai disciplina œMedžiagų stiprumas techninių specialybių studentams

Sudarė I. A. Panachev M. Yu. Nasonov

Patvirtintas katedros posėdyje Protokolas Nr.8 2011-01-31 Rekomenduotinas spausdinti specialybės edukacinėje metodinėje komisijoje 150202 Protokolas Nr.6 2011-02-03 Elektroninė kopija yra KuzSTU bibliotekoje.

Kemerovas 2011 m

Darbo tikslas: eksperimentinis medžiagos - plieno VST3 "tamprių" konstantų nustatymas

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

– skersinis deformacijos koeficientas (Puasono koeficientas).

” 1. Išilginio tamprumo modulis (pirmosios rūšies tamprumo modulis, Youngo modulis) – apibrėžimas ir naudojimas

punktas 1. Pavadinimas

Išilginio tamprumo modulis žymimas lotyniška raide – „E“.

P. 2. Semantinis apibrėžimas

E - tai medžiagos standumo (elastingumo) charakteristika, rodanti jos gebėjimą atsispirti išilginei deformacijai (tempimui, gniuždymui) ir lenkimui.

3 punktas. E. savybės

1. E yra „elastingas“ medžiagos konstanta, kurio taikymas galioja tik medžiagos linijinių tampriųjų deformacijų ribose, t.y., Huko dėsnio ribose (1 pav.).

Ryžiai. 1 pav. Plieno Vst3 tempimo diagrama A-B - tiesinio ryšio tarp deformacijų pjūvis - ε

ir įtempiai – σ (Huko dėsnio skyrius); В-С - netiesinės priklausomybės tarp deformacijų atkarpa

ir pabrėžia

2. E susieja deformacijas ir įtempimus Huko dėsnio formulėje įtempime (suspaudime) ir grafiškai įvertinamas taip E = tg (žr. 1 pav.).

3. Didelę skaitinę reikšmę turinti medžiaga E yra standesnis ir jį deformuoti reikia daugiau pastangų.

4. Dauguma medžiagų atitinka tam tikrą pastovią (pastovią) vertę E .

5. Pagrindinių medžiagų E vertės yra pateiktos medžiagų stiprumo vadovuose ir mašinų gamintojo vadovuose, o jei vadovuose nėra duomenų, jos nustatomos eksperimentiniu būdu.

P. 4. E. naudojimas

E naudojamas medžiagų stiprumui vertinant stiprumą

konstrukcinių elementų veikimas, standumas ir stabilumas:

1) apskaičiuojant stiprumą eksperimentiškai nustatant įtempius iš išmatuotų deformacijų

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

įtampos mažinimas

3) skaičiuojant stabilumą sprendžiant visų tipų problemas.

P. 5. Skaitinis apibrėžimas

E skaitine prasme lygi įtampai, kuri gali kilti

in sija su savo elastine įtampa 100% (2 kartus).

E - charakteristika yra sąlyginė, nes ją nustatant sąlygiškai laikoma, kad bet kuri medžiaga gali tampriai deformuotis, ilgėdama be galo daug kartų, nors tai žinoma

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

100% pagrindas priimtas dėl patogumo naudoti E Huko dėsnio formulėse.

E praktiškai nustatomas ištempus mėginį procento dalimi ir padidinus susidariusį įtempimą atitinkamu skaičiumi kartų.

1 pavyzdys: kai bandinys ištemptas \u003d 1%, pavyzdyje 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: = 0,1 % = 100 MPa (1000 kg/cm2)

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

P. 6. Vienetai E

E turi matmenis: [kN/cm 2] arba [MPa].

P. 7. E skaitinės reikšmės pavyzdžiai

Tamprumo modulis E skirtingoms medžiagoms yra

Iš sąraše esančių duomenų galime padaryti išvadą apie medžiagų standumo santykį (medžiagos standumas proporcingai priklauso nuo tamprumo modulio). Pavyzdžiui, plienas yra 2 kartus standesnis už varį, todėl nagrinėjant to paties tipo pavyzdžius iš plieno ir vario, norint juos ištempti iki vienodo ilgio tampriųjų deformacijų ribose, plieną reikia apkrauti. mėginys dvigubai didesnis nei vario.

” 2. Skersinės deformacijos santykis (Puasono koeficientas) –

apibrėžimas ir naudojimas

punktas 1. Pavadinimas

Puasono santykis žymimas graikiška raide „“ (mu).

P. 2. Semantinis apibrėžimas

- elastinga mechaninė medžiagos charakteristika, apibūdinanti medžiagos gebėjimą deformuotis skersai

išilgine kryptimi, veikiant išilginei apkrovai, nes bandinį ištempus kartu su jo išilginiu pailgėjimu vyksta ir jo skersinis susiaurėjimas (2 pav.).

Ryžiai. 2. Išilginė ir skersinė bandinio deformacija veikiant tempimui

Iš pav. 2 matyti, kad absoliučios bandinio deformacijos

kur l ir b yra absoliutus pailgėjimas ir absoliutus susitraukimas

skaitine prasme lygus mėginio santykinio susiaurėjimo ir santykinio pailgėjimo santykiui jo išilginės deformacijos metu, t.y. santykinės skersinės ir išilginės deformacijų santykiui. Šis santykis yra išreikštas

punktas 3. Savybės

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

2. Daugumos medžiagų skaitinė vertė pateikiama medžiagų stiprumo vadovuose ir mašinų gamintojo vadovuose, kitu atveju ji nustatoma eksperimentiniu būdu.

4. Naudoti

Jis naudojamas medžiagų atsparumui kaip koeficientas apibendrinto Huko dėsnio (2) formulėje ir jungia pirmosios ir antrosios rūšies tamprumo modulius, kurie bus aptarti toliau.

P. 5. Matavimo vienetai

yra bematis dydis (b/c).

P. 6. Pokyčių ribos

Paprastai kalbant, žinomų tirtų izotropinių (turinčių tas pačias tamprumo savybes visomis kryptimis) medžiagoms Puasono santykio kitimo diapazonas = 0 0,5.

7 punktas. Skaitmeninės reikšmės pavyzdžiai

Puasono koeficientas – už Įvairios rūšys medžiaga -

kamštienos medis - 0.

” 3. Bandymo įrangos aprašymas

AT tempimo bandymo mašina naudojama mėginiui ištempti laboratorijoje R-5 (3 pav.).

Ryžiai. 3 pav. Tempimo bandymo mašinos R-5 schema: 1 – rankena; 2 - veržlė; 3 - varžtas;

9 - jėgos matuoklis; 10 - deformacijos matuokliai

Instaliacija eksperimento metu veikia taip. Rankenos /1/ sukimasis per greičių dėžę perduodamas į veržlę /2/, dėl to varžtas /3/ pasislenka vertikaliai. Dėl to mėginys /6/, pritvirtintas rankenose /4/ ir /5/, ištempiamas. Jėga pavyzdyje sukuriama svertų /7/ ir švytuoklės /8/ sistema. Pastangų kiekis fiksuojamas jėgos matuoklio skalėje /9/. Absoliučioms išilginėms ir skersinėms deformacijoms nustatyti, svirties tipo deformacijų matuokliai (Guggenberger deformacijos matuoklis) /10/.P

Ryžiai. 4. Svirties įtempimo matuoklis (Guggenberger deformacijos matuoklis): a - bendra forma; b - supaprastinta schema;

l bt - deformacijos matuoklio pagrindas; l bt - deformacijos matuoklio pagrindo pokytis; 1 - pavyzdys; 2 - varžtas; 3 - tvirtinimo spaustukas;

4 kaina - vienos mažos skalės matavimas; 5 skalės padalijimas - indekso tenziometro rodyklė; - C tenz lygus 0,0016 - vyriai; mm (0,00017 - fiksuotas cm / dal.). parama; 8 - kilnojama atrama

Deformacijos matuoklis gali matuoti tik tos srities, kurioje jis yra, deformaciją, t. y. plotą, vadinamą " deformacijos matuoklio bazė", bet negali išmatuoti viso mėginio absoliučių deformacijų, nebent, žinoma, mėginio ilgis būtų lygus deformacijos matuoklio pagrindui.

Atsižvelgiant į tai, kad eksperimente bus matuojami įtempio matuokliai, kurių matmenys (pagrindai) yra daug mažesni nei bandinio matmenys, išmatuotos bandinio dalies ilgį ir plotį ribos bandinio pagrindai. išilginiai ir skersiniai deformacijų matuokliai.

E ir yra medžiagos, o ne pavyzdžio charakteristikos, todėl E ir gautas matuojant pavyzdžio dalies deformacijas bus toks pat, kaip ir matuojant viso mėginio deformacijas.

3 punktas. Tenzorometrų ir matavimo sekcijų vieta ant bandinio

Laboratoriniuose darbuose, siekiant pagerinti gautų rezultatų tikslumą, E ir reikšmes nustatys du dalyviai

bandinio krūvos, esančios priešingose ​​jo pusėse (5 pav.).

II skyrius

Ryžiai. 5. Tiriamų bandinio sekcijų ir deformacijų matuoklių išdėstymo ant bandinio schema

1, 2 – išilginiai deformacijų matuokliai, 3, 4 – skersiniai deformacijų matuokliai; (punktyrinė linija rodo įtempimo matuoklius nematomame mėginio paviršiuje)

Tokį deformacijų matuoklių išdėstymą lemia tai, kad bandinio tempimo procese tempimo jėgų P veikimo linijos ne visada sutampa su bandinio išilgine ašimi, t.y., atsiranda ekscentriškumas (linijos poslinkis). jėgų P veikimas nuo išilginės ašies). Vidutiniai deformacijų matuoklių rodmenys, paimti iš dviejų mėginio dalių, parodys tikrą vaizdą.

4 punktas. Pastabos

1. Panaudojus pavyzdį papildoma apkrova, lygi pakrovimo etapui, jos ilgis kiekvieną kartą turėtų padidėti tiek pat. Taip yra dėl to, kad mėginys šiame laboratoriniame darbe tempiamas tik medžiagos tamprumo savybių ribose, Huko dėsnio, kuris yra tiesinis ryšys tarp apkrovos ir deformacijos, ribose. Ši nuostata leidžia eksperimentą atlikti pakartotinai, remiantis pastovia papildoma apkrova, lygia pakrovimo stadijai - P, vienodai didėjant bendrai apkrovai. Eksperimentinei sąrankai pradėti veikti

būsenos naudojama preliminari apkrovos stadija

niya - P 0.

2. F arr - skerspjūvio plotas bandomasis gabalas nustatyta pagal pav. 6.

h = 0,3 cm

a = 8 cm

” 3. Darbinės formulės išilginio tamprumo moduliui nustatyti - E ir Puasono koeficientas -

Laboratoriniuose darbuose norimos charakteristikos nustatomos atsižvelgiant į laipsnišką jėgos didinimo metodą ir bandomųjų sekcijų matmenų lygumą išilginių ir skersinių deformacijų matuoklių pagrindams:

1) E nustatomas pagal (3) formulę – Huko dėsnį (II tipas) –

l N l ;

l bt - išilginio deformacijos matuoklio pagrindo pokytis; F arr yra mėginio skerspjūvio plotas.

Prieš imdamasi bet kokių statybinė medžiaga, būtina ištirti jo stiprumo duomenis ir galimą sąveiką su kitomis medžiagomis ir medžiagomis, jų suderinamumą, atsižvelgiant į tinkamą elgesį esant tokioms pačioms konstrukcijos apkrovoms. Sprendžiant šią problemą lemiamas vaidmuo priskiriamas tamprumo moduliui – jis dar vadinamas Youngo moduliu.

Didelis plieno stiprumas leidžia jį naudoti statant daugiaaukščius pastatus ir ažūrines stadionų bei tiltų konstrukcijas. Tam tikrų medžiagų, turinčių įtakos plieno kokybei, priedai, vadinamas dopingu, o šie priedai gali padvigubinti plieno stiprumą. Legiruotojo plieno tamprumo modulis yra daug didesnis nei įprasto plieno. Konstrukcijos stiprumas, kaip taisyklė, pasiekiamas parenkant profilio skerspjūvio plotą dėl ekonominių priežasčių: aukšto legiruoto plieno kaina yra didesnė.

fizinę reikšmę

Tamprumo modulio žymėjimas kaip fizinis kiekis- (E), šis indikatorius apibūdina gaminio medžiagos elastinį atsparumą jai taikomoms deformacinėms apkrovoms:

• išilginis - tempiamasis ir gniuždomasis;
• skersinis - lenkimas arba padarytas poslinkio pavidalu;
• tūrinis – sukantis.

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

Apibrėžimas

Tamprumo modulis yra apibendrintas terminas, sugėręs kitus kietųjų medžiagų tamprumo savybių fizikinius rodiklius - veikiant jėgai, pasikeičia ir pasibaigus įgauna buvusią formą, tai yra, tampriai deformuojasi. Tai yra gaminio įtempių santykis – jėgos slėgis ploto vienetui ir tampriajai deformacijai (be matmenų vertė, nustatoma pagal gaminio dydžio ir pradinio dydžio santykį). Taigi jo matmuo, kaip ir įtempio, yra jėgos ir ploto vieneto santykis. Kadangi įtampa metrinėje SI paprastai matuojama paskaliais, tada stiprumo indikatorius taip pat yra.

Yra dar vienas, nelabai teisingas apibrėžimas: tamprumo modulis yra slėgis, galintis padvigubinti gaminį. Tačiau daugelio medžiagų takumo riba yra gerokai mažesnė už taikomą slėgį.

Tamprumo moduliai, jų rūšys

Yra daug būdų pakeisti jėgos taikymo sąlygas ir dėl to atsirandančias deformacijas, ir tai taip pat reiškia didelis skaičius tamprumo modulių tipai, bet praktiškai pagal deformuojančias apkrovas yra trys pagrindiniai:

Šie elastingumo charakteristikų rodikliai nėra išnaudoti, yra ir kitų, kurie neša kitą informaciją skirtinga dimensija ir prasmė. Tai taip pat plačiai žinomi specialistams, Lame elastingumo indeksas ir Puasono koeficientas.

Kaip nustatyti plieno tamprumo modulį

Norėdami apibrėžti parametrus įvairių prekių ženklų plieno, kompozicijoje yra specialios lentelės norminiai dokumentai statybos srityje – in statybos kodeksus ir taisyklės (SNiP) bei valstybiniai standartai (GOST). Taigi, tamprumo modulis (E) arba Youngas, baltam ir pilkajam ketui nuo 115 iki 160 GPa, kaliajam - 155. Kalbant apie plieną, anglinio plieno C245 tamprumo modulis yra nuo 200 iki 210 GPa. Legiruotojo plieno našumas yra šiek tiek didesnis - nuo 210 iki 220 GPa.

Ta pati charakteristika įprastoms St.3 ir St.5 markėms turi tą pačią vertę - 210 GPa, o plieno St.45, 25G2S ir 30KhGS - 200 GPa. Kaip matote, skirtingų plieno rūšių kintamumas (E) yra nereikšmingas, tačiau gaminiuose, pavyzdžiui, virvėse, vaizdas skiriasi:

• didelio stiprio vielos sruogoms ir sruogoms 200 GPa;
• plieniniai kabeliai su metaline šerdimi 150 GPa;
• plieniniai lynai su organine šerdimi 130 GPa.

Kaip matote, skirtumas yra reikšmingas.

Šlyties modulio arba standumo (G) reikšmes galima matyti tose pačiose lentelėse, jos turi mažesnes vertes, valcuoto plieno - 84 GPa, anglinis ir legiruotasis - nuo 80 iki 81 hPa, o plienams St.3 ir St.45-80 GPa. Elastingumo parametro verčių skirtumo priežastis yra trijų pagrindinių modulių veikimas vienu metu, apskaičiuotas skirtingais metodais. Tačiau skirtumas tarp jų yra nedidelis, o tai rodo pakankamą elastingumo tyrimo tikslumą. Todėl nereikėtų užkabinti skaičiavimų ir formulių, o paimti konkrečią elastingumo reikšmę ir naudoti ją kaip konstantą. Jei neatliksite skaičiavimų atskiriems moduliams, o atliksite kompleksinį skaičiavimą, vertė (E) bus 200 GPa.

Reikia suprasti, kad šios vertės skiriasi plienui su skirtingais priedais ir plieno gaminiams, kuriuose yra dalių iš kitų medžiagų, tačiau šios vertės šiek tiek skiriasi. Pagrindinę įtaką elastingumo indeksui daro anglies kiekis, tačiau plieno apdirbimo būdas – karštasis valcavimas arba šaltasis štampavimas – reikšmingos įtakos neturi.

Renkantis plieno gaminius, jie naudoja ir kitą rodiklį, kuris reguliuojamas taip pat, kaip ir tamprumo modulis GOST ir SNiP leidinių lentelėse yra skaičiuojamas atsparumas tempimo, gniuždymo ir lenkimo apkrovoms. Šio rodiklio matmuo yra toks pat kaip ir elastingumo modulio, tačiau reikšmės yra trimis dydžiais mažesnės. Šis indikatorius turi dvi paskirtis: standartinis ir projektinis atsparumas, pavadinimai kalba patys už save – projektinis atsparumas naudojamas atliekant konstrukcijos stiprumo skaičiavimus. Taigi, plieno C255, kurio valcavimo storis nuo 10 iki 20 mm, projektinis atsparumas yra 240 MPa, o standartinis - 245 MPa. Dizaino atsparumas valcuotas nuo 20 iki 30 mm yra šiek tiek žemesnis ir yra 230 MPa.