Pada setiap hari. Modulus keanjalan pelbagai bahan, termasuk keluli Data normatif untuk pengiraan struktur logam

Apabila mengira struktur bangunan anda perlu mengetahui rintangan reka bentuk dan modulus keanjalan untuk bahan tertentu. Berikut adalah data mengenai bahan binaan utama.

Jadual 1. Modulus keanjalan untuk bahan binaan asas

Data normatif untuk pengiraan struktur konkrit bertetulang

Jadual 2. Modulus keanjalan konkrit (mengikut SP 52-101-2003)

Jadual 2.1 Modulus keanjalan konkrit mengikut SNiP 2.03.01-84*(1996)

Nota:
1. Nilai ditunjukkan di atas garisan dalam MPa, di bawah garisan - dalam kgf/cm².
2. Untuk konkrit ringan, selular dan berliang pada nilai pertengahan ketumpatan konkrit, moduli awal keanjalan diambil dengan interpolasi linear.
3. Bagi konkrit selular pengerasan bukan autoklaf, nilai E b diambil seperti bagi konkrit pengerasan autoklaf, didarab dengan faktor 0.8.
4. Untuk konkrit penegasan sendiri, nilai E b diambil seperti untuk konkrit berat, didarab dengan pekali
a= 0.56 + 0.006V.

Jadual 3 Nilai normatif rintangan konkrit (mengikut SP 52-101-2003)

Jadual 4 Nilai reka bentuk rintangan konkrit kepada mampatan (mengikut SP 52-101-2003)

Jadual 4.1 Nilai reka bentuk rintangan konkrit kepada mampatan mengikut SNiP 2.03.01-84*(1996)

Jadual 5 Nilai reka bentuk kekuatan tegangan konkrit (mengikut SP 52-101-2003)

Jadual 6 Rintangan pengawalseliaan untuk kelengkapan (mengikut SP 52-101-2003)

Jadual 6.1 Rintangan kawal selia untuk kelengkapan kelas A mengikut SNiP 2.03.01-84* (1996)

Jadual 6.2 Rintangan kawal selia untuk kelengkapan kelas B dan K mengikut SNiP 2.03.01-84* (1996)

Jadual 7 Rintangan reka bentuk untuk tetulang (mengikut SP 52-101-2003)

Jadual 7.1 Rintangan reka bentuk untuk tetulang kelas A mengikut SNiP 2.03.01-84* (1996)

Jadual 7.2 Rintangan reka bentuk untuk kelengkapan kelas B dan K mengikut SNiP 2.03.01-84* (1996)

Data normatif untuk pengiraan struktur logam

Jadual 8 Rintangan pengawalseliaan dan reka bentuk dalam ketegangan, mampatan dan lenturan (mengikut SNiP II-23-81 (1990)) kepingan, jalur lebar universal dan keluli berbentuk mengikut GOST 27772-88 untuk struktur keluli bangunan dan struktur

Nota:
1. Ketebalan bebibir hendaklah diambil sebagai ketebalan keluli berbentuk (ketebalan minimumnya ialah 4 mm).
2. Nilai pengawalseliaan kekuatan hasil dan kekuatan tegangan mengikut GOST 27772-88 diambil sebagai rintangan normatif.
3. Nilai rintangan reka bentuk diperoleh dengan membahagikan rintangan piawai dengan faktor kebolehpercayaan untuk bahan, dibundarkan kepada 5 MPa (50 kgf/cm²).

Jadual 9 Gred keluli digantikan dengan keluli mengikut GOST 27772-88 (mengikut SNiP II-23-81 (1990))

Nota:
1. Keluli C345 dan C375 kategori 1, 2, 3, 4 mengikut GOST 27772-88 menggantikan keluli kategori 6, 7 dan 9, 12, 13 dan 15, masing-masing, mengikut GOST 19281-73* dan GOST 19282 73*.
2. Keluli S345K, S390, S390K, S440, S590, S590K mengikut GOST 27772-88 menggantikan gred keluli yang sepadan bagi kategori 1-15 mengikut GOST 19281-73* dan GOST 19282-73* yang dinyatakan dalam jadual ini.
3. Penggantian keluli mengikut GOST 27772-88 dengan keluli yang dibekalkan mengikut piawaian semua-Kesatuan negeri lain dan spesifikasi, tidak disediakan.

Rintangan reka bentuk untuk keluli yang digunakan untuk pengeluaran kepingan berprofil tidak ditunjukkan di sini.

KEANJALAN, MODULUS ELASTIK, Hukum Hooke. Keanjalan - sifat badan untuk berubah bentuk di bawah tindakan beban dan memulihkan bentuk dan dimensi asalnya selepas penyingkirannya. Manifestasi keanjalan paling baik dikesan dengan menjalankan eksperimen mudah dengan neraca spring - dinamometer, rajah yang ditunjukkan dalam Rajah 1.

Pada beban 1 kg, anak panah penunjuk akan bergerak 1 bahagian, pada 2 kg - dua bahagian, dan seterusnya. Jika beban dialihkan secara berurutan, proses berjalan ke arah yang bertentangan. Spring dinamometer ialah badan kenyal, pemanjangannya D l, pertama, berkadar dengan beban P dan, kedua, hilang sepenuhnya apabila beban dikeluarkan sepenuhnya. Jika anda membina graf, plot nilai beban sepanjang paksi menegak, dan pemanjangan spring sepanjang paksi mendatar, maka anda mendapat titik yang terletak pada garis lurus yang melalui asalan, Rajah.2. Ini benar untuk titik yang menggambarkan proses pemuatan dan untuk titik yang sepadan dengan beban.

Sudut kecenderungan garis lurus mencirikan keupayaan spring untuk menahan tindakan beban: jelas bahawa spring "lemah" (Rajah 3). Graf ini dipanggil ciri spring.

Tangen bagi cerun ciri dipanggil kekakuan spring DARI. Sekarang kita boleh menulis persamaan untuk ubah bentuk spring D l=P/C

Kadar musim bunga DARI mempunyai dimensi kg / cm\up122 dan bergantung pada bahan spring (contohnya, keluli atau gangsa) dan dimensinya - panjang spring, diameter gegelungnya dan ketebalan wayar dari mana ia dibuat.

Pada tahap tertentu, semua badan yang boleh dianggap pepejal mempunyai sifat keanjalan, tetapi keadaan ini tidak selalu dapat diperhatikan: ubah bentuk elastik biasanya sangat kecil dan boleh diperhatikan tanpa peranti khas berjaya secara praktikal hanya apabila mengubah bentuk plat, tali, spring, rod fleksibel.

Akibat langsung ubah bentuk anjal ialah getaran anjal struktur dan objek semula jadi. Seseorang boleh dengan mudah mengesan gegaran jambatan keluli yang dilalui oleh kereta api, kadang-kadang seseorang boleh mendengar bunyi dentingan pinggan apabila trak berat lalu di jalan; semua rentetan alat muzik satu cara atau yang lain, mereka menukar getaran elastik tali kepada getaran zarah udara; dalam instrumen perkusi, juga, getaran elastik (contohnya, membran gendang) ditukar menjadi bunyi.

Semasa gempa bumi, getaran anjal permukaan kerak bumi berlaku; semasa gempa bumi yang kuat, sebagai tambahan kepada ubah bentuk elastik, ubah bentuk plastik berlaku (yang kekal selepas bencana sebagai perubahan dalam mikrorelief), dan kadang-kadang retak muncul. Fenomena ini tidak berkaitan dengan keanjalan: boleh dikatakan bahawa dalam proses ubah bentuk badan pepejal, ubah bentuk elastik sentiasa muncul dahulu, kemudian plastik, dan, akhirnya, retakan mikro terbentuk. Ubah bentuk elastik sangat kecil - tidak lebih daripada 1%, dan plastik boleh mencapai 5-10% atau lebih, jadi idea ubah bentuk biasa merujuk kepada ubah bentuk plastik - contohnya, plastisin atau dawai tembaga. Walau bagaimanapun, walaupun kecilnya, ubah bentuk elastik memainkan peranan penting dalam teknologi: pengiraan kekuatan kapal terbang, kapal selam, kapal tangki, jambatan, terowong, roket angkasa adalah, pertama sekali, analisis saintifik ubah bentuk elastik kecil yang berlaku pada objek yang disenaraikan di bawah tindakan beban operasi.

Malah pada zaman Neolitik, nenek moyang kita mencipta senjata jarak jauh pertama - busur dan anak panah, menggunakan keanjalan dahan pokok melengkung; kemudian lastik dan ballistae, dibina untuk melontar batu besar, menggunakan keanjalan tali yang dipintal dari gentian tumbuhan atau bahkan dari wanita. rambut panjang. Contoh-contoh ini membuktikan bahawa manifestasi sifat elastik telah lama diketahui dan digunakan oleh orang ramai untuk masa yang lama. Tetapi pemahaman bahawa mana-mana badan pepejal di bawah tindakan walaupun beban kecil semestinya cacat, walaupun dengan jumlah yang sangat kecil, pertama kali muncul pada tahun 1660 dengan Robert Hooke, kontemporari dan rakan sekerja Newton yang hebat. Hooke ialah seorang saintis, jurutera dan arkitek yang cemerlang. Pada tahun 1676, beliau merumuskan penemuannya dengan sangat ringkas, dalam bentuk kata mutiara Latin: "Ut tensio sic vis", yang bermaksud bahawa "sebagaimana kuasa, demikianlah pemanjangan." Tetapi Hooke tidak menerbitkan tesis ini, tetapi hanya anagramnya: "ceiiinosssttuu". (Oleh itu, mereka memberikan keutamaan tanpa mendedahkan intipati penemuan itu.)

Mungkin, pada masa itu, Hooke sudah memahami bahawa keanjalan adalah sifat universal pepejal, tetapi dia menganggap perlu untuk mengesahkan keyakinannya secara eksperimen. Pada tahun 1678, buku Hooke telah diterbitkan mengenai keanjalan, yang menggambarkan eksperimen dari mana ia mengikuti bahawa keanjalan adalah sifat "logam, kayu, batu, bata, rambut, tanduk, sutera, tulang, otot, kaca, dll." Anagram itu juga dihuraikan di sana. Penyelidikan Robert Hooke membawa bukan sahaja kepada penemuan undang-undang asas keanjalan, tetapi juga kepada penciptaan kronometer musim bunga (sebelum hanya terdapat pendulum). Mengkaji pelbagai badan elastik (mata air, batang, busur), Hooke mendapati bahawa "faktor perkadaran" (khususnya, kekukuhan spring) sangat bergantung pada bentuk dan saiz badan anjal walaupun bahan memainkan peranan yang menentukan.

Lebih daripada seratus tahun telah berlalu, di mana Boyle, Coulomb, Navier dan beberapa ahli fizik lain yang kurang terkenal menjalankan eksperimen dengan bahan elastik. Salah satu eksperimen utama ialah regangan rod uji daripada bahan yang dikaji. Untuk membandingkan keputusan yang diperoleh dalam makmal yang berbeza, adalah perlu sama ada untuk sentiasa menggunakan sampel yang sama, atau untuk mempelajari cara mengecualikan gabungan saiz sampel. Dan pada tahun 1807, sebuah buku oleh Thomas Young muncul, di mana modulus keanjalan diperkenalkan - nilai yang menerangkan sifat keanjalan bahan, tanpa mengira bentuk dan saiz sampel yang digunakan dalam eksperimen. Ia memerlukan kekuatan P digunakan pada sampel, dibahagikan dengan luas keratan rentas F, dan pemanjangan yang terhasil D l dibahagikan dengan panjang sampel asal l. Nisbah yang berkaitan ialah tegasan s dan terikan e.

Hukum perkadaran Hooke kini boleh ditulis sebagai:

s= E e

Faktor perkadaran E dipanggil modulus Young, mempunyai dimensi yang sama dengan tegasan (MPa), dan sebutannya ialah huruf pertama perkataan Latin elasticitat - keanjalan.

Modulus elastik E ialah ciri bahan yang sama jenis dengan ketumpatan atau kekonduksian termanya.

AT keadaan biasa untuk mengubah bentuk badan pepejal, daya yang ketara diperlukan. Ini bermakna bahawa modul E mestilah nilai yang besar - berbanding dengan tegasan mengehadkan, selepas itu ubah bentuk elastik digantikan dengan plastik dan bentuk badan ketara diherotkan.

Jika kita mengukur modulus E dalam megapascals (MPa), nilai purata berikut akan diperoleh:

Sifat fizikal keanjalan dikaitkan dengan interaksi elektromagnet (termasuk daya van der Waals dalam kekisi kristal). Ia boleh diandaikan bahawa ubah bentuk elastik dikaitkan dengan perubahan dalam jarak antara atom.

Batang elastik mempunyai sifat asas yang lain - untuk menipis apabila diregangkan. Fakta bahawa tali menjadi lebih nipis apabila diregangkan telah diketahui sejak sekian lama, tetapi eksperimen yang direka khas telah menunjukkan bahawa apabila rod elastik diregangkan, sentiasa ada corak: jika anda mengukur regangan melintang e ", iaitu, penurunan dalam lebar batang d b dibahagikan dengan lebar asal b, iaitu

dan bahagikannya dengan terikan membujur e, maka nisbah ini kekal malar untuk semua nilai daya tegangan P, itu dia

(Adalah dipercayai bahawa e " < 0; oleh itu digunakan nilai mutlak). berterusan v dipanggil nisbah Poisson (selepas ahli matematik dan mekanik Perancis Simon Denis Poisson) dan hanya bergantung pada bahan rod, tetapi tidak bergantung pada dimensi dan bentuk bahagiannya. Nilai nisbah Poisson untuk bahan yang berbeza berbeza dari 0 (gabus) hingga 0.5 (getah). Dalam kes kedua, isipadu sampel tidak berubah semasa ketegangan (bahan tersebut dipanggil tidak boleh mampat). Bagi logam, nilainya berbeza, tetapi hampir kepada 0.3.

Modulus elastik E dan nisbah Poisson bersama-sama membentuk sepasang kuantiti yang mencirikan sepenuhnya sifat keanjalan mana-mana bahan tertentu (bermaksud bahan isotropik, iaitu bahan yang sifatnya tidak bergantung pada arah; contoh kayu menunjukkan bahawa ini tidak selalu berlaku - sifatnya sepanjang gentian dan merentasi gentian sangat berbeza. Ini adalah bahan anisotropik. Bahan anisotropik adalah kristal tunggal, banyak bahan komposit (komposit) seperti gentian kaca. Bahan sedemikian juga mempunyai keanjalan dalam had tertentu, tetapi fenomena itu sendiri ternyata lebih banyak lagi. kompleks).

Kementerian Pendidikan dan Sains Negara Persekutuan Rusia institusi pendidikan pendidikan profesional yang lebih tinggi

œUniversiti Teknikal Negeri Kuzbass

Jabatan Kekuatan Bahan

PENENTUAN MODULUS ELASTIK JENIS PERTAMA

DAN NISBAH RACUN

Garis panduan untuk kerja makmal disiplin œKekuatan bahan untuk pelajar kepakaran teknikal

Disusun oleh I. A. Panachev M. Yu. Nasonov

Diluluskan pada mesyuarat jabatan No. 8 Minit bertarikh 01/31/2011 Disyorkan untuk dicetak oleh suruhanjaya pendidikan dan metodologi kepakaran 150202 Minit No. 6 bertarikh 03/02/2011 Salinan elektronik ada di perpustakaan KuzSTU

Kemerovo 2011

Tujuan kerja: penentuan eksperimen pemalar "anjal" bahan - keluli VST3

– modulus keanjalan longitudinal (modulus keanjalan jenis pertama, modulus Young);

– pekali terikan melintang (nisbah Poisson).

” 1. Modulus keanjalan longitudinal (modulus keanjalan jenis pertama, modulus Young) - definisi dan penggunaan

perkara 1. Jawatan

Modulus keanjalan longitudinal ditunjukkan oleh huruf Latin - "E".

P. 2. Definisi semantik

E - ini adalah ciri ketegaran (keanjalan) bahan, menunjukkan keupayaannya untuk menahan ubah bentuk membujur (ketegangan, mampatan) dan lenturan.

Perkara 3. Sifat E

1. E ialah "anjal" pemalar bahan, penggunaannya hanya sah dalam had ubah bentuk anjal linear bahan, iaitu, dalam had hukum Hooke (Rajah 1).

nasi. Rajah 1. Gambar rajah tegangan keluli Vst3 A-B - bahagian hubungan linear antara terikan - ε

dan tegasan - σ (bahagian undang-undang Hooke); В-С - bahagian pergantungan bukan linear antara ubah bentuk

dan tekanan

2. E mengaitkan terikan dan tegasan dalam formula hukum Hooke dalam tegangan (mampatan) dan dianggarkan secara grafik seperti berikut E = tg (lihat Rajah 1).

3. Bahan dengan nilai berangka yang besar E lebih tegar dan memerlukan lebih banyak usaha untuk mengubah bentuknya.

4. Kebanyakan bahan sepadan dengan nilai pemalar (malar) tertentu E .

5. Nilai E untuk bahan asas diberikan dalam manual tentang kekuatan bahan dan manual pembina mesin, dan jika tiada data dalam manual, ia ditentukan secara eksperimen.

P. 4. Penggunaan E

E digunakan dalam kekuatan bahan dalam penilaian kekuatan

prestasi, ketegaran dan kestabilan elemen struktur:

1) apabila mengira kekuatan dalam proses menentukan tegasan eksperimen daripada terikan yang diukur

≤ [σ]; (1) 2) apabila mengira kekakuan dalam proses penentuan teori

pengurangan ketegangan

3) apabila mengira kestabilan dalam proses menyelesaikan semua jenis masalah.

P. 5. Takrifan berangka

E secara berangka sama dengan voltan yang boleh timbul

dalam rasuk dengan ketegangan anjalnya sebanyak 100% (2 kali).

E - ciri adalah bersyarat, kerana apabila menentukannya, ia secara bersyarat dianggap bahawa mana-mana bahan mampu berubah bentuk secara elastik, meningkatkan panjangnya dalam bilangan kali yang tidak terhingga, walaupun ia diketahui

- tidak lebih daripada 2% (kecuali getah, getah).

Asas 100% diterima pakai untuk kemudahan penggunaan E dalam formula undang-undang Hooke.

E ditentukan secara praktikal dengan meregangkan sampel dengan pecahan peratus dan meningkatkan tegasan yang terhasil dengan bilangan kali yang sepadan.

Contoh 1: apabila sampel diregangkan sebanyak \u003d 1%, tegasan yang timbul dalam sampel adalah, sebagai contoh, 1000 MPa (10,000 kg / cm2), maka modulus keanjalan akan sama dengan

E \u003d 100 \u003d 100,000 MPa (1,000,000 kg / cm2). Contoh 2: = 0.1% = 100 MPa (1000 kg/cm2)

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

P. 6. Unit E

E mempunyai dimensi: [kN/cm 2] atau [MPa].

P. 7. Contoh nilai berangka E

Modulus keanjalan E untuk bahan yang berbeza ialah

Daripada data yang terdapat dalam senarai, kita boleh membuat kesimpulan tentang nisbah kekukuhan bahan (kekerasan bahan secara berkadar bergantung pada modulus keanjalan). Sebagai contoh, keluli adalah 2 kali lebih keras daripada tembaga, oleh itu, apabila mempertimbangkan sampel jenis yang sama diperbuat daripada keluli dan tembaga, untuk meregangkannya ke panjang yang sama dalam sempadan ubah bentuk elastik, beban mesti dikenakan pada keluli. sampel dua kali lebih besar berbanding dengan kuprum.

” 2. Nisbah terikan melintang (nisbah Poisson) –

definisi dan penggunaan

perkara 1. Jawatan

Nisbah Poisson dilambangkan dengan huruf Yunani "" (mu).

P. 2. Definisi semantik

- ciri mekanikal elastik bahan, mencirikan keupayaan bahan untuk berubah bentuk secara melintang

dalam arah membujur di bawah aplikasi membujur beban, kerana apabila sampel diregangkan, bersama-sama dengan pemanjangan membujurnya, penyempitan melintangnya juga berlaku (Rajah 2).

nasi. 2. Ubah bentuk membujur dan melintang spesimen di bawah tegangan

Daripada rajah. 2 ia berikutan bahawa ubah bentuk mutlak sampel

di mana l dan b ialah pemanjangan mutlak dan penguncupan mutlak bagi

secara berangka sama dengan nisbah penyempitan relatif sampel kepada pemanjangan relatifnya semasa ubah bentuk membujurnya, iaitu nisbah antara ubah bentuk melintang relatif dan membujur. Hubungan ini dinyatakan

perkara 3. Sifat

1. Setiap bahan sepadan dengan nilai malar tertentu (malar).

2. Bagi kebanyakan bahan, nilai berangka diberikan dalam manual tentang kekuatan bahan dan manual pembina mesin, jika tidak, ia ditentukan secara eksperimen.

4. Penggunaan

Ia digunakan dalam rintangan bahan sebagai pekali dalam formula hukum Hooke umum (2) dan menghubungkan moduli elastik jenis pertama dan kedua, yang akan dibincangkan di bawah.

P. 5. Unit ukuran

ialah kuantiti tanpa dimensi (b/c).

P. 6. Had perubahan

Secara umumnya, untuk bahan isotropik yang dikaji (mempunyai sifat keanjalan yang sama dalam semua arah), julat variasi nisbah Poisson = 0 0.5.

perkara 7. Contoh Nilai Berangka

Nisbah Poisson - untuk pelbagai jenis bahan-

pokok gabus - 0.

” 3. Penerangan tentang peralatan ujian

AT mesin ujian tegangan digunakan untuk meregangkan sampel di dalam makmal R-5 (Gamb. 3).

nasi. Rajah 3. Skim mesin ujian tegangan R-5: 1 – pemegang; 2 - kacang; 3 - skru;

9 - meter daya; 10 - tolok terikan

Pemasangan semasa eksperimen berfungsi seperti berikut. Putaran pemegang /1/ dihantar melalui kotak gear ke nat /2/, yang menyebabkan pergerakan menegak skru /3/. Ini membawa kepada regangan sampel /6/ tetap dalam genggaman /4/ dan /5/. Daya dalam sampel dicipta oleh sistem tuas /7/ dan bandul /8/. Jumlah usaha ditetapkan pada skala meter daya /9/. Untuk menentukan terikan membujur dan melintang mutlak, tolok terikan jenis tuil (tolok terikan Guggenberger) /10/.P

nasi. 4. Tolok terikan tuas (Tolok terikan Guggenberger): a - bentuk umum; b - skim dipermudahkan;

l bt - pangkal tolok terikan; l bt - perubahan pada dasar tolok terikan; 1 - sampel; 2 - skru; 3 - pengapit pelekap;

Harga 4 - mengukur satu skala kecil; bahagian 5 skala - anak panah tensiometer indeks; - C tenz bersamaan dengan 0.0016 - engsel; mm (0.00017 - cm tetap / div.). sokongan; 8 - sokongan alih

Tolok terikan hanya boleh mengukur ubah bentuk kawasan di mana ia berada, iaitu kawasan yang dipanggil " tapak tolok terikan", tetapi tidak boleh mengukur terikan mutlak keseluruhan sampel, melainkan sudah tentu panjang sampel adalah sama dengan pangkal tolok terikan.

Disebabkan fakta bahawa ukuran dalam eksperimen akan dibuat oleh tolok terikan dengan dimensi (tapak) jauh lebih kecil daripada dimensi sampel ujian, panjang dan lebar bahagian yang diukur sampel akan dihadkan oleh tapak tolok terikan membujur dan melintang.

E dan adalah ciri-ciri bahan, bukan sampel, jadi E dan diperoleh dengan mengukur ubah bentuk bahagian sampel akan sama seperti semasa mengukur ubah bentuk keseluruhan sampel.

perkara 3. Lokasi tolok terikan dan bahagian penyukat pada sampel

Dalam kerja makmal, untuk meningkatkan ketepatan keputusan yang diperolehi, nilai E dan akan ditentukan oleh dua peserta

susunan sampel ujian yang terletak pada muka bertentangannya (Rajah 5).

bahagian II

nasi. 5. Skim lokasi bahagian sampel yang dikaji dan tolok terikan pada sampel

1, 2 – tolok terikan membujur; 3, 4 – tolok terikan melintang; (garis putus-putus menunjukkan tolok terikan pada muka tidak kelihatan sampel)

Susunan tolok terikan ini disebabkan oleh fakta bahawa dalam proses regangan sampel, garis tindakan daya tegangan P tidak selalu bertepatan dengan paksi membujur sampel, iaitu, terdapat kesipian (anjakan garisan). tindakan daya P dari paksi membujur). Purata bacaan tolok terikan yang diambil daripada dua bahagian sampel akan memberikan gambaran sebenar.

perkara 4. Catatan

1. Permohonan untuk sampel beban tambahan yang sama dengan peringkat pemuatan harus memberikan setiap kali kenaikan panjang yang sama. Ini disebabkan oleh fakta bahawa sampel diregangkan dalam kerja makmal ini hanya dalam had sifat keanjalan bahan, dalam had hukum Hooke, yang merupakan hubungan linear antara beban dan terikan. Peruntukan ini membolehkan eksperimen dijalankan berulang kali, menggunakan sebagai asas beban tambahan yang berterusan sama dengan peringkat pemuatan - P, dengan peningkatan seragam dalam jumlah beban. Untuk menjalankan persediaan percubaan

keadaan digunakan peringkat beban awal

niya - P 0.

2. F arr - luas keratan rentas sekeping ujian ditentukan mengikut rajah. 6.

h = 0.3 cm

a = 8 cm

” 3. Formula kerja untuk menentukan modulus keanjalan longitudinal - E dan nisbah Poisson -

Dalam kerja makmal, ciri-ciri yang dikehendaki ditentukan dengan mengambil kira kaedah kenaikan daya secara berperingkat dan kesamaan dimensi bahagian ujian ke pangkal tolok terikan membujur dan melintang:

1) E ditentukan daripada formula (3) - Hukum Hooke (jenis II) -

l N l ;

l bt - perubahan pada dasar tolok terikan membujur; F arr ialah luas keratan rentas sampel.

Sebelum mengambil apa-apa bahan pembinaan, adalah perlu untuk mengkaji data kekuatannya dan kemungkinan interaksi dengan bahan dan bahan lain, keserasian mereka dari segi kelakuan yang mencukupi di bawah beban yang sama pada struktur. Peranan penting untuk menyelesaikan masalah ini diberikan kepada modulus elastik - ia juga dipanggil modulus Young.

Kekuatan keluli yang tinggi membolehkan ia digunakan dalam pembinaan bangunan bertingkat tinggi dan struktur terbuka stadium dan jambatan. Bahan tambahan kepada keluli bahan tertentu yang menjejaskan kualitinya, dipanggil doping, dan bahan tambahan ini boleh menggandakan kekuatan keluli. Modulus keanjalan keluli aloi adalah lebih tinggi daripada keluli konvensional. Kekuatan dalam pembinaan, sebagai peraturan, dicapai dengan memilih luas keratan rentas profil atas sebab ekonomi: keluli aloi tinggi mempunyai kos yang lebih tinggi.

makna fizikal

Penamaan modulus keanjalan sebagai kuantiti fizikal- (E), penunjuk ini mencirikan rintangan elastik bahan produk kepada beban ubah bentuk yang dikenakan padanya:

• membujur - tegangan dan mampatan;
• melintang - lentur atau dibuat dalam bentuk pergeseran;
• tebal - berpusing.

Semakin tinggi nilai (E), semakin tinggi , semakin kuat produk daripada bahan ini dan semakin tinggi had patahnya. Sebagai contoh, untuk aluminium nilai ini ialah 70 GPa, untuk besi tuang - 120, untuk besi - 190, dan untuk keluli sehingga 220 GPa.

Definisi

Modulus keanjalan ialah istilah ringkasan yang telah menyerap penunjuk fizikal lain bagi sifat keanjalan bahan pepejal - di bawah pengaruh daya, berubah dan memperoleh bentuk bekasnya selepas penamatannya, iaitu, berubah bentuk secara elastik. Ini ialah nisbah tegasan dalam produk - tekanan daya per unit luas, kepada ubah bentuk anjal (nilai tanpa dimensi yang ditentukan oleh nisbah saiz produk kepada saiz asalnya). Oleh itu dimensinya, seperti tegasan - nisbah daya kepada unit luas. Oleh kerana voltan dalam SI metrik biasanya diukur dalam Pascals, maka penunjuk kekuatan juga.

Terdapat satu lagi definisi yang tidak betul: modulus keanjalan ialah tekanan, mampu menggandakan produk. Tetapi kekuatan hasil sebilangan besar bahan adalah jauh di bawah tekanan yang dikenakan.

Moduli elastik, jenisnya

Terdapat banyak cara untuk mengubah keadaan bagi penggunaan daya dan ubah bentuk yang terhasil, dan ini juga membayangkan sejumlah besar jenis moduli elastik, tetapi dalam amalan mengikut beban ubah bentuk terdapat tiga yang utama:

Penunjuk ciri-ciri keanjalan ini tidak habis, ada yang lain yang membawa maklumat lain, mempunyai dimensi dan makna yang berbeza. Ini juga terkenal di kalangan pakar, indeks keanjalan Lame dan nisbah Poisson.

Bagaimana untuk menentukan modulus keanjalan keluli

Untuk menentukan parameter pelbagai jenama keluli, terdapat jadual khas dalam komposisi dokumen normatif dalam bidang pembinaan - dalam kod bangunan dan peraturan (SNiP) dan piawaian negeri (GOST). Jadi, modulus keanjalan (E) atau Muda, untuk besi tuang putih dan kelabu dari 115 hingga 160 GPa, boleh ditempa - 155. Bagi keluli, modulus keanjalan keluli karbon C245 mempunyai nilai dari 200 hingga 210 GPa. Keluli aloi mempunyai prestasi yang lebih tinggi sedikit - dari 210 hingga 220 GPa.

Ciri yang sama untuk gred keluli biasa St.3 dan St.5 mempunyai nilai yang sama - 210 GPa, dan untuk keluli St.45, 25G2S dan 30KhGS - 200 GPa. Seperti yang anda lihat, kebolehubahan (E) untuk gred keluli yang berbeza adalah tidak penting, tetapi dalam produk, contohnya, dalam tali, gambarnya berbeza:

• untuk helai dan helai wayar berkekuatan tinggi 200 GPa;
• kabel keluli dengan teras logam 150 GPa;
• tali keluli dengan teras organik 130 GPa.

Seperti yang anda lihat, perbezaannya adalah ketara.

Nilai modulus ricih atau kekakuan (G) boleh dilihat dalam jadual yang sama, mereka mempunyai nilai yang lebih kecil, untuk keluli bergulung - 84 GPa, karbon dan aloi - dari 80 hingga 81 hPa, dan untuk keluli St.3 dan St.45–80 GPa. Sebab perbezaan dalam nilai parameter keanjalan adalah tindakan serentak tiga modul utama sekaligus, dikira dengan kaedah yang berbeza. Walau bagaimanapun, perbezaan di antara mereka adalah kecil, yang menunjukkan ketepatan kajian keanjalan yang mencukupi. Oleh itu, anda tidak sepatutnya bergantung pada pengiraan dan formula, tetapi anda harus mengambil nilai keanjalan tertentu dan menggunakannya sebagai pemalar. Jika anda tidak membuat pengiraan untuk modul individu, tetapi membuat pengiraan yang rumit, nilai (E) ialah 200 GPa.

Perlu difahami bahawa nilai ini berbeza untuk keluli dengan bahan tambahan yang berbeza dan produk keluli yang termasuk bahagian dari bahan lain, tetapi nilai ini sedikit berbeza. Pengaruh utama pada indeks keanjalan dikenakan oleh kandungan karbon, tetapi kaedah pemprosesan keluli - rolling panas atau setem sejuk, tidak mempunyai kesan yang ketara.

Apabila memilih produk keluli, mereka juga menggunakan penunjuk lain, yang dikawal dengan cara yang sama seperti modulus keanjalan. dalam jadual penerbitan GOST dan SNiP ialah rintangan yang dikira terhadap beban tegangan, mampatan dan lentur. Dimensi penunjuk ini adalah sama dengan modulus keanjalan, tetapi nilainya adalah tiga urutan magnitud lebih kecil. Penunjuk ini mempunyai dua tujuan: rintangan standard dan reka bentuk, nama-nama bercakap untuk diri mereka sendiri - rintangan reka bentuk digunakan semasa melakukan pengiraan kekuatan struktur. Oleh itu, rintangan reka bentuk keluli C255 dengan ketebalan bergulung 10 hingga 20 mm ialah 240 MPa, dengan standard 245 MPa. Rintangan reka bentuk digulung dari 20 hingga 30 mm lebih rendah sedikit dan 230 MPa.