Har kuni. Turli materiallarning elastiklik moduli, shu jumladan po'lat Metall konstruktsiyalarni hisoblash uchun me'yoriy ma'lumotlar

Hisoblashda qurilish tuzilmalari ma'lum bir material uchun dizayn qarshiligini va elastiklik modulini bilishingiz kerak. Bu erda asosiy qurilish materiallari bo'yicha ma'lumotlar mavjud.

1-jadval. Asosiy qurilish materiallari uchun elastiklik moduli

Temir-beton konstruktsiyalarni hisoblash uchun me'yoriy ma'lumotlar

2-jadval. Betonning elastiklik moduli (SP 52-101-2003 bo'yicha)

2.1-jadval SNiP 2.03.01-84* (1996) ga muvofiq betonning elastiklik moduli

Eslatmalar:
1. Qiymatlar chiziq ustida MPa, chiziq ostida - kgf/sm² da ko'rsatilgan.
2. Beton zichligining oraliq qiymatlarida engil, uyali va g'ovakli beton uchun elastiklikning boshlang'ich modullari chiziqli interpolyatsiya bilan olinadi.
3. Avtoklavlanmagan qotib qolgan uyali beton uchun E b qiymatlari avtoklavlangan qotib qolgan beton kabi 0,8 koeffitsientga ko'paytiriladi.
4. O'z-o'zidan kuchlanishli beton uchun E b qiymatlari og'ir beton kabi koeffitsientga ko'paytiriladi.
a= 0,56 + 0,006 V.

3-jadval Beton qarshilikning me'yoriy qiymatlari (SP 52-101-2003 bo'yicha)

4-jadval Betonning siqilishga chidamliligining dizayn qiymatlari (SP 52-101-2003 bo'yicha)

4.1-jadval SNiP 2.03.01-84* (1996) ga muvofiq betonning siqilishga chidamliligining dizayn qiymatlari

5-jadval Betonning kuchlanish kuchining dizayn qiymatlari (SP 52-101-2003 bo'yicha)

6-jadval Armatura uchun tartibga solish qarshiliklari (SP 52-101-2003 bo'yicha)

6.1-jadval SNiP 2.03.01-84* (1996) ga muvofiq A sinfidagi armatura uchun tartibga soluvchi qarshiliklar

6.2-jadval SNiP 2.03.01-84* (1996) ga muvofiq B va K sinflari armaturalari uchun tartibga soluvchi qarshiliklar

7-jadval Armatura uchun dizayn qarshiligi (SP 52-101-2003 bo'yicha)

7.1-jadval SNiP 2.03.01-84* (1996) ga muvofiq A sinfidagi armatura uchun dizayn qarshiliklari

7.2-jadval SNiP 2.03.01-84* (1996) ga muvofiq B va K sinflari armaturalari uchun dizayn qarshiliklari

Metall konstruksiyalarni hisoblash uchun me'yoriy ma'lumotlar

8-jadval Binolar va inshootlarning po'lat konstruktsiyalari uchun GOST 27772-88 bo'yicha qatlamli, keng polosali universal va shaklli po'latdan kuchlanish, siqish va bükme (SNiP II-23-81 (1990) bo'yicha)dagi normativ va dizayn qarshiliklari

Eslatmalar:
1. Flanjning qalinligi shakllangan po'latning qalinligi sifatida qabul qilinishi kerak (uning minimal qalinligi 4 mm).
2. Normativ qarshilik sifatida GOST 27772-88 bo'yicha oquvchanlik va tortishish kuchining normativ qiymatlari olinadi.
3. Loyihaviy qarshiliklarning qiymatlari standart qarshiliklarni 5 MPa (50 kgf/sm²) gacha yaxlitlangan materialning ishonchlilik koeffitsientlariga bo'lish yo'li bilan olinadi.

9-jadval Po'lat navlari GOST 27772-88 (SNiP II-23-81 (1990) bo'yicha) bo'yicha po'latlar bilan almashtirilishi kerak.

Eslatmalar:
1. GOST 27772-88 bo'yicha 1, 2, 3, 4 toifali C345 va C375 po'latlari mos ravishda GOST 19281-73* va GOST 19282- bo'yicha 6, 7 va 9, 12, 13 va 15 toifadagi po'latlarni almashtiradi. 73*.
2. GOST 27772-88 bo'yicha S345K, S390, S390K, S440, S590, S590K po'latlari ushbu jadvalda ko'rsatilgan GOST 19281-73* va GOST 19282-73* bo'yicha 1-15 toifadagi tegishli po'lat navlarini almashtiradi.
3. GOST 27772-88 bo'yicha po'latlarni boshqa davlat umumittifoq standartlari bo'yicha etkazib beriladigan po'latlarga almashtirish va spetsifikatsiyalar, taqdim etilmagan.

Profillangan plitalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan po'lat uchun dizayn qarshiliklari bu erda ko'rsatilmagan.

ELASTIKLIK, ELASTIK MODULI, Guk qonuni. Elastiklik - tananing yuk ta'sirida deformatsiyalanishi va uni olib tashlangandan keyin asl shakli va o'lchamlarini tiklash xususiyati. Elastiklikning namoyon bo'lishi eng yaxshi bahor balansi - dinamometr bilan oddiy tajriba o'tkazish orqali aniqlanadi, uning diagrammasi 1-rasmda ko'rsatilgan.

1 kg yukda indikator o'qi 1 bo'linmani, 2 kg da - ikkita bo'linishni va hokazolarni harakatga keltiradi. Agar yuklar ketma-ket olib tashlansa, jarayon teskari yo'nalishda ketadi. Dinamometr prujina elastik jism bo'lib, uning cho'zilishi D l, birinchidan, yukga mutanosib P ikkinchidan, yuk butunlay olib tashlanganda butunlay yo'qoladi. Agar siz grafik tuzsangiz, vertikal o'q bo'ylab yuk qiymatini va gorizontal o'q bo'ylab prujina cho'zilishini chizsangiz, u holda siz koordinatadan o'tadigan to'g'ri chiziqda yotgan nuqtalarni olasiz, 2-rasm. Bu yuklash jarayonini tasvirlaydigan nuqtalar uchun ham, yukga mos keladigan nuqtalar uchun ham amal qiladi.

To'g'ri chiziqning moyillik burchagi bahorning yukning ta'siriga qarshilik ko'rsatish qobiliyatini tavsiflaydi: "zaif" bahor (3-rasm) aniq. Bu grafiklar bahor xarakteristikalari deb ataladi.

Xarakteristikaning qiyalik tangensi bahorning qattiqligi deb ataladi FROM. Endi D prujinaning deformatsiyasi tenglamasini yozishimiz mumkin l=P/C

Bahor tezligi FROM kg / sm\up122 o'lchamga ega va buloq materialiga (masalan, po'lat yoki bronza) va uning o'lchamlariga - kamon uzunligiga, uning bobinining diametriga va u joylashgan simning qalinligiga bog'liq. qilingan.

Ma'lum darajada, qattiq deb hisoblanishi mumkin bo'lgan barcha jismlar elastiklik xususiyatiga ega, ammo bu holat har doim ham sezilmaydi: elastik deformatsiyalar odatda juda kichik va ularsiz kuzatilishi mumkin. maxsus qurilmalar faqat plitalar, iplar, buloqlar, moslashuvchan novdalarni deformatsiyalashda amalda muvaffaqiyat qozonadi.

Elastik deformatsiyalarning bevosita natijasi tuzilmalar va tabiiy ob'ektlarning elastik tebranishlaridir. Poyezd o‘tayotgan po‘lat ko‘prikning qaltirashini osongina sezish mumkin, ba’zan ko‘chada og‘ir yuk mashinasi o‘tayotganda idish-tovoqlarning shitirlashi eshitiladi; barcha satrlar musiqiy asboblar u yoki bu tarzda ular torlarning elastik tebranishlarini havo zarralari tebranishiga aylantiradi, zarbli asboblarda ham elastik tebranishlar (masalan, baraban membranalari) tovushga aylanadi.

Zilzila paytida er qobig'i yuzasida elastik tebranishlar paydo bo'ladi; kuchli zilzila paytida elastik deformatsiyalardan tashqari plastik deformatsiyalar (ular kataklizmdan keyin mikrorelefdagi oʻzgarishlar sifatida qoladi), baʼzan esa yoriqlar paydo boʻladi. Bu hodisalar egiluvchanlik bilan bog'liq emas: shuni aytish mumkinki, qattiq jismning deformatsiyasi jarayonida har doim elastik deformatsiyalar, keyin plastik deformatsiyalar paydo bo'ladi va nihoyat, mikro yoriqlar paydo bo'ladi. Elastik deformatsiyalar juda kichik - 1% dan ko'p emas, plastik esa 5-10% yoki undan ko'p bo'lishi mumkin, shuning uchun odatiy deformatsiyalar g'oyasi plastik deformatsiyalarga tegishli - masalan, plastilin yoki mis sim. Biroq, kichikligiga qaramay, elastik deformatsiyalar texnologiyada muhim rol o'ynaydi: avialaynerlar, suv osti kemalari, tankerlar, ko'priklar, tunnellar, kosmik raketalarning mustahkamligini hisoblash, birinchi navbatda, ilmiy tahlil operatsion yuklarning ta'siri ostida sanab o'tilgan ob'ektlarda yuzaga keladigan kichik elastik deformatsiyalar.

Neolit ​​davrida ham ajdodlarimiz egilgan daraxt shoxining elastikligidan foydalanib, birinchi uzoq masofaga uchuvchi qurol – kamon va o‘qni ixtiro qilganlar; keyin katta toshlarni otish uchun qurilgan katapultlar va ballistalar o'simlik tolasidan yoki hatto ayollar iplaridan yigirilgan arqonlarning elastikligidan foydalangan. uzun sochlar. Bu misollar elastik xususiyatlarning namoyon bo'lishi odamlar tomonidan uzoq vaqtdan beri ma'lum va ishlatilganligini isbotlaydi. Ammo har qanday qattiq jism, hatto kichik yuklar ta'sirida, juda oz miqdorda bo'lsa ham, majburiy ravishda deformatsiyalanishi haqidagi tushuncha birinchi marta 1660 yilda buyuk Nyutonning zamondoshi va hamkasbi Robert Xuk bilan paydo bo'lgan. Huk ajoyib olim, muhandis va me'mor edi. 1676 yilda u o'z kashfiyotini juda qisqacha, lotincha aforizm shaklida shakllantirdi: "Ut tensio sic vis", uning ma'nosi "kuch qanday bo'lsa, cho'zilish ham shundaydir". Ammo Huk bu tezisni nashr etmadi, faqat uning anagrammasi: "ceiiinosssttuu". (Shunday qilib, ular kashfiyotning mohiyatini oshkor qilmasdan ustuvorlikni ta'minladilar.)

Ehtimol, o'sha paytda, Guk egiluvchanlik qattiq jismlarning universal xususiyati ekanligini allaqachon tushungan bo'lsa-da, u o'z ishonchini eksperimental tarzda tasdiqlashni zarur deb hisoblagan. 1678 yilda Gukning elastiklik haqidagi kitobi nashr etildi, unda tajribalar tasvirlangan, shundan kelib chiqadiki, elastiklik "metalllar, yog'ochlar, toshlar, g'ishtlar, sochlar, shoxlar, ipak, suyaklar, mushaklar, shisha va boshqalar" xususiyatidir. Anagramma ham u yerda shifrlangan. Robert Gukning tadqiqotlari nafaqat egiluvchanlikning asosiy qonunini kashf etishga, balki bahor xronometrlarini ixtiro qilishga ham olib keldi (ilgari faqat mayatniklar mavjud edi). Turli xil elastik jismlarni (prujkalar, novdalar, kamonlarni) o'rganar ekan, Guk "mutanosiblik omili" (xususan, prujinaning qattiqligi) shakli va hajmiga kuchli bog'liqligini aniqladi. elastik tana material hal qiluvchi rol o'ynasa ham.

Yuz yildan ko'proq vaqt o'tdi, bu vaqt ichida Boyl, Kulon, Navier va boshqa kam taniqli fiziklar elastik materiallar bilan tajriba o'tkazdilar. Asosiy tajribalardan biri o'rganilayotgan materialdan sinov tayoqchasini cho'zish edi. Turli laboratoriyalarda olingan natijalarni solishtirish uchun har doim bir xil namunalardan foydalanish yoki namuna o'lchamlarini birlashtirishni qanday istisno qilishni o'rganish kerak edi. Va 1807 yilda Tomas Youngning kitobi paydo bo'ldi, unda elastiklik moduli kiritilgan - tajribada ishlatiladigan namunaning shakli va o'lchamidan qat'i nazar, materialning elastiklik xususiyatini tavsiflovchi qiymat. Bu kuch talab qiladi P namunaga qo'llaniladi, kesma maydoniga bo'linadi F, va natijada cho'zilish D l asl namuna uzunligiga bo'linadi l. Tegishli nisbatlar stress s va deformatsiya e.

Hukning mutanosiblik qonunini endi quyidagicha yozish mumkin:

s= E e

Proportsionallik omili E Young moduli deb ataladi, stress (MPa) bilan bir xil o'lchamga ega va uning belgisi birinchi harfdir Lotin so'zi elastiklik - elastiklik.

Elastik modul E uning zichligi yoki issiqlik o'tkazuvchanligi bilan bir xil turdagi materialning xarakteristikasi.

DA normal sharoitlar qattiq jismni deformatsiya qilish uchun muhim kuch talab qilinadi. Bu modul degan ma'noni anglatadi E katta qiymat bo'lishi kerak - cheklovchi stresslar bilan solishtirganda, undan keyin elastik deformatsiyalar plastiklar bilan almashtiriladi va tananing shakli sezilarli darajada buziladi.

Agar biz modulni o'lchasak E megapaskallarda (MPa) quyidagi o'rtacha qiymatlar olinadi:

Elastiklikning fizik tabiati elektromagnit o'zaro ta'sir (shu jumladan, kristall panjaradagi van der Vaals kuchlari) bilan bog'liq. Elastik deformatsiyalar atomlar orasidagi masofaning o'zgarishi bilan bog'liq deb taxmin qilish mumkin.

Elastik novda yana bir asosiy xususiyatga ega - cho'zilganida yupqalash. Arqonlar cho'zilganda ingichka bo'lib qolishi uzoq vaqtdan beri ma'lum, ammo maxsus ishlab chiqilgan tajribalar shuni ko'rsatdiki, elastik tayoq cho'zilganda, har doim bir naqsh mavjud: agar siz ko'ndalang kuchlanishni o'lchasangiz e ", ya'ni kamayishi. tayoqning kengligi d b asl kengligiga bo'linadi b, ya'ni.

va uni uzunlamasına deformatsiyaga bo'ling e, keyin bu nisbat valentlik kuchining barcha qiymatlari uchun doimiy bo'lib qoladi. P, ya'ni

(E" deb ishoniladi < 0; shuning uchun ishlatiladi mutlaq qiymat). Doimiy v Puasson nisbati (frantsuz matematigi va mexanigi Simon Denis Puasson nomi bilan) deb ataladi va faqat novda materialiga bog'liq, lekin uning o'lchamlari va kesim shakliga bog'liq emas. uchun Puasson nisbatining qiymati turli materiallar 0 (qo'ziqorin) dan 0,5 (kauchuk) gacha o'zgarib turadi. Ikkinchi holda, kuchlanish paytida namuna hajmi o'zgarmaydi (bunday materiallar siqilmaydigan deb ataladi). Metalllar uchun qiymatlar boshqacha, ammo 0,3 ga yaqin.

Elastik modul E va Puasson nisbati birgalikda har qanday muayyan materialning elastik xususiyatlarini to'liq tavsiflovchi juft miqdorni hosil qiladi (izotrop materiallar, ya'ni xossalari yo'nalishga bog'liq bo'lmaganlarni anglatadi; yog'och misoli bu har doim ham shunday emasligini ko'rsatadi - uning xususiyatlari tolalar va tolalar bo'ylab bir-biridan juda farq qiladi.Bu anizotrop materialdir.Anizotrop materiallar monokristallar, shisha tolali shisha kabi ko'plab kompozit materiallar (kompozitlar).Bunday materiallar ham ma'lum chegaralarda elastiklikka ega, ammo hodisaning o'zi ancha ko'proq bo'lib chiqadi. murakkab).

Rossiya Federatsiyasi Ta'lim va fan vazirligi ta'lim muassasasi oliy kasbiy ta'lim

Kuzbass davlat texnika universiteti

Materiallar mustahkamligi bo'limi

BIRINCHI TURLI ELASTIK MODULINI ANIQLASH

VA ZAHAR NISBATI

uchun ko'rsatmalar laboratoriya ishi intizomi - Texnika yo'nalishi talabalari uchun materiallarning mustahkamligi

Tuzgan I. A. Panachev M. Yu. Nasonov

Kafedra majlisida tasdiqlangan 31.01.2011 yil 8-sonli bayonnoma 150202 ixtisosligi bo‘yicha o‘quv-uslubiy komissiyasi tomonidan chop etish uchun tavsiya etilgan 02.03.2011 yildagi 6-sonli bayonnoma Elektron nusxasi KuzDTU kutubxonasida.

Kemerovo 2011 yil

Ishning maqsadi: materialning "elastik" konstantalarini eksperimental aniqlash - po'lat VST3

– uzunlamasına elastiklik moduli (birinchi turdagi elastiklik moduli, Yang moduli);

– ko'ndalang deformatsiya koeffitsienti (Puasson nisbati).

” 1. Uzunlamasına elastiklik moduli (birinchi turdagi elastiklik moduli, Yang moduli) - ta'rifi va qo'llanilishi

1-band. Belgilash

Uzunlamasına elastiklik moduli lotin harfi - "E" bilan ko'rsatilgan.

P. 2. Semantik ta’rif

E - bu materialning qattiqligining (elastikligi) xarakteristikasi bo'lib, uning uzunlamasına deformatsiyaga (kuchlanish, siqish) va egilishga qarshi turish qobiliyatini ko'rsatadi.

3-band. E.ning xususiyatlari

1. E "elastik" moddiy doimiy, qo'llanilishi faqat materialning chiziqli elastik deformatsiyalari chegaralarida, ya'ni Hooke qonuni doirasida amal qiladi (1-rasm).

Guruch. 1-rasm. Vst3 po'latning tortishish diagrammasi A-B - deformatsiyalar orasidagi chiziqli bog'lanish kesimi - e.

va kuchlanishlar - s (Guk qonunining bo'limi); V-S - deformatsiyalar orasidagi chiziqli bo'lmagan bog'liqlik bo'limi

va stresslar

2. E taranglikda (siqilishda) Guk qonuni formulasida deformatsiyalar va kuchlanishlarni bog'laydi va grafik jihatdan quyidagicha baholanadi E = tg (1-rasmga qarang).

3. Katta raqamli qiymatga ega material E qattiqroq va uni deformatsiya qilish uchun ko'proq harakat talab qiladi.

4. Aksariyat materiallar ma'lum bir doimiy (doimiy) qiymatga mos keladi E .

5. Asosiy materiallar uchun E ning qiymatlari materiallarning mustahkamligi bo'yicha qo'llanmalarda va mashinasozlikning qo'llanmalarida keltirilgan va qo'llanmalarda ma'lumotlar bo'lmaganda ular eksperimental tarzda aniqlanadi.

P. 4. E dan foydalanish

E mustahkamlikni baholashda materiallarning mustahkamligida qo'llaniladi

konstruktiv elementlarning ishlashi, qattiqligi va barqarorligi:

1) o'lchangan deformatsiyalardan eksperimental kuchlanishlarni aniqlash jarayonida kuchni hisoblashda

≤ [s]; (1) 2) nazariy aniqlash jarayonida qattiqlikni hisoblashda

kuchlanishni kamaytirish

3) barcha turdagi muammolarni hal qilish jarayonida barqarorlikni hisoblashda.

P. 5. Raqamli ta’rif

E son jihatdan paydo bo'lishi mumkin bo'lgan kuchlanishga teng

ichida uning elastik tarangligi bilan nurni 100% (2 marta).

E - xarakteristika shartli, chunki uni aniqlashda har qanday material elastik deformatsiyaga, uzunligi cheksiz ko'p marta o'sishiga qodir ekanligi ma'lum bo'lsa ham, shartli hisoblanadi.

- 2% dan ko'p bo'lmagan (rezina, kauchukdan tashqari).

Guk qonuni formulalarida E dan foydalanish qulayligi uchun 100% asosi qabul qilingan.

E namunani foizning bir qismiga cho'zish va natijada paydo bo'lgan stressni mos keladigan marta oshirish orqali amalda aniqlanadi.

1-misol: namuna \u003d 1% ga cho'zilganida, namunada paydo bo'ladigan stresslar, masalan, 1000 MPa (10,000 kg / sm2), keyin elastiklik moduli teng bo'ladi.

E \u003d 100 \u003d 100,000 MPa (1,000,000 kg / sm2). 2-misol: = 0,1% = 100 MPa (1000 kg/sm2)

E \u003d 1000 \u003d 100,000 MPa (1,000,000 kg / sm2).

P. 6. Birliklar E

E o'lchamga ega: [kN/sm 2] yoki [MPa].

P. 7. E ning son qiymatiga misollar

Turli materiallar uchun E elastiklik moduli

Ro'yxatda mavjud bo'lgan ma'lumotlardan biz materiallarning qattiqligining nisbati haqida xulosa chiqarishimiz mumkin (materialning qattiqligi mutanosib ravishda elastiklik moduliga bog'liq). Masalan, po'lat misga qaraganda 2 baravar qattiqroqdir, shuning uchun po'lat va misdan tayyorlangan bir xil turdagi namunalarni ko'rib chiqishda ularni elastik deformatsiyalar chegaralarida bir xil uzunlikka cho'zish uchun po'latga yuk qo'llanilishi kerak. namuna misga nisbatan ikki baravar katta.

” 2. Transvers deformatsiya nisbati (Puasson nisbati) –

Ta'rif va qo'llanuvi

1-band. Belgilash

Puasson nisbati yunoncha "" (mu) harfi bilan belgilanadi.

P. 2. Semantik ta’rif

- materialning ko'ndalang deformatsiyalanish qobiliyatini tavsiflovchi elastik mexanik xarakteristikasi

yukning uzunlamasına qo'llanilishi ostida bo'ylama yo'nalishda, chunki namunani cho'zilganda, uning bo'ylama cho'zilishi bilan birga, ko'ndalang torayishi ham sodir bo'ladi (2-rasm).

Guruch. 2. Namunaning kuchlanish ostida bo'ylama va ko'ndalang deformatsiyasi

Anjirdan. 2 shundan kelib chiqadiki, namunaning mutlaq deformatsiyalari

Bu erda l va b - ning mutlaq cho'zilishi va mutlaq qisqarishi

son jihatdan namunaning nisbiy torayishi va uning bo'ylama deformatsiyasi vaqtida nisbiy cho'zilishi nisbatiga, ya'ni nisbiy ko'ndalang va bo'ylama deformatsiyalar orasidagi nisbatga teng. Bu munosabat ifodalangan

3-band. Xususiyatlar

1. Har bir material ma'lum bir doimiy qiymatga (doimiy) mos keladi.

2. Ko'pgina materiallar uchun raqamli qiymat materiallarning mustahkamligi va mashinasozlikning qo'llanmalarida ko'rsatilgan, aks holda u eksperimental tarzda aniqlanadi.

4. Foydalanish

U umumlashtirilgan Guk qonuni (2) formulasida koeffitsient sifatida materiallarning qarshiligida qo'llaniladi va quyida muhokama qilinadigan birinchi va ikkinchi turdagi elastik modullarni bog'laydi.

P. 5. O‘lchov birliklari

o'lchovsiz kattalikdir (b/c).

P. 6. O'zgarishlar chegaralari

Umuman olganda, ma'lum o'rganilgan izotropik (barcha yo'nalishda bir xil elastik xususiyatlarga ega) materiallar uchun Puasson nisbatining o'zgarish diapazoni = 0 0,5.

7-modda. Raqamli qiymatga misollar

Puasson nisbati - uchun har xil turlari moddiy-

mantar daraxti - 0.

” 3. Sinov uskunasining tavsifi

DA laboratoriyada namunani cho'zish uchun valentlik sinov mashinasi ishlatiladi R-5 (3-rasm).

Guruch. 3-rasm. R-5 valentlikni tekshirish mashinasi sxemasi: 1 – tutqich; 2 - yong'oq; 3 - vint;

9 - kuch o'lchagich; 10 - kuchlanish o'lchagichlari

Tajriba davomida o'rnatish quyidagicha ishlaydi. Tutqichning aylanishi /1/ vites qutisi orqali gaykaga /2/ uzatiladi, bu esa vintning /3/ vertikal harakatini keltirib chiqaradi. Bu /4/ va /5/ tutqichlarda o'rnatilgan namunaning /6/ cho'zilishiga olib keladi. Namunadagi kuch tutqichlar tizimi /7/ va mayatnik /8/ tomonidan yaratilgan. Harakat miqdori kuch o'lchagichning shkalasida belgilanadi /9/. Absolyut bo'ylama va ko'ndalang deformatsiyalarni aniqlash uchun dastali tipdagi tenzometrlar (Guggenberger tenzometri) /10/.P.

Guruch. 4. Tutqichli deformatsiya o'lchagich (Guggenberger tenzometri): a - umumiy shakl; b - soddalashtirilgan sxema;

l bt - deformatsiya o'lchagichning asosi; l bt - deformatsiya o'lchagich asosining o'zgarishi; 1 - namuna; 2 - vint; 3 - o'rnatish qisqichi;

Narx 4 - bitta kichik shkalani o'lchash; shkalaning 5 bo'limi - indeks tensiometri o'qi; - C tenz 0,0016 ga teng - menteşe; mm (0,00017 - qattiq sm / bo'linish). qo'llab-quvvatlash; 8 - harakatlanuvchi tayanch

Deformatsiya o'lchagich faqat u joylashgan hududning deformatsiyasini o'lchashi mumkin, ya'ni "deb nomlangan maydon" kuchlanish o'lchagich bazasi", lekin butun namunaning mutlaq shtammlarini o'lchay olmaydi, albatta, namunaning uzunligi deformatsiya o'lchagichning asosiga teng bo'lmasa.

Tajribadagi o'lchovlar sinov namunasining o'lchamlaridan ancha kichik bo'lgan o'lchamlari (asoslari) bo'lgan tenzometrlar yordamida amalga oshirilishi sababli, namunaning o'lchangan qismining uzunligi va kengligi asosiylari bilan cheklanadi. bo'ylama va ko'ndalang deformatsiya o'lchagichlar.

E va namunaning emas, balki materialning xarakteristikasidir, shuning uchun E va namunaning bir qismining deformatsiyalarini o'lchash natijasida olingan barcha namunaning deformatsiyalarini o'lchash bilan bir xil bo'ladi.

3-band. Namunadagi deformatsiya o'lchagichlar va o'lchash uchastkalarining joylashishi

Laboratoriya ishlarida olingan natijalarning aniqligini oshirish uchun E qiymatlari ikki ishtirokchi tomonidan aniqlanadi.

uning qarama-qarshi yuzlarida joylashgan sinov namunasining to'plamlari (5-rasm).

II bo'lim

Guruch. 5. Namunaning o'rganilayotgan bo'limlarini joylashtirish sxemasi va namunadagi tenzozometrlar

1, 2 – bo‘ylama tenzozometrlar, 3, 4 – ko‘ndalang deformatsiyalar; (chiziq chiziq namunaning ko'rinmas yuzidagi kuchlanish o'lchagichlarni ko'rsatadi)

Deformatsiya o'lchagichlarning bunday joylashishi, namunani cho'zish jarayonida P valentlik kuchlarining ta'sir chiziqlari har doim ham namunaning bo'ylama o'qiga to'g'ri kelmasligi, ya'ni eksantriklik (chiziqning siljishi) mavjudligi bilan bog'liq. P kuchlarining uzunlamasına o'qdan ta'siri). Namunaning ikkita bo'limidan olingan deformatsiya o'lchagichlarning o'rtacha ko'rsatkichlari haqiqiy rasmni beradi.

4-band. Izohlar

1. Yuklash bosqichiga teng bo'lgan qo'shimcha yukning namunasiga qo'llanilishi har safar uning uzunligining bir xil o'sishini berishi kerak. Buning sababi shundaki, namuna bu laboratoriya ishida faqat materialning elastiklik xususiyatlari chegarasida, yuk va deformatsiya o'rtasidagi chiziqli bog'liqlik bo'lgan Guk qonuni doirasida cho'ziladi. Ushbu qoida eksperimentni qayta-qayta o'tkazishga imkon beradi, bunda asos sifatida yuklash bosqichiga teng bo'lgan doimiy qo'shimcha yuk - P, umumiy yukning bir xil o'sishi bilan. Eksperimental qurilmani ishga tushirish uchun

davlat qo'llanilgan dastlabki yuk bosqichi

niya - P 0.

2. F arr - kesma maydoni sinov qismi shaklga muvofiq belgilanadi. 6.

h = 0,3 sm

a = 8 sm

” 3. Uzunlamasına elastiklik modulini aniqlash uchun ishchi formulalar - E va Puasson nisbati -

Laboratoriya ishlarida kerakli xususiyatlar kuchni bosqichma-bosqich oshirish usulini va sinov qismlarining o'lchamlarini bo'ylama va ko'ndalang deformatsiya o'lchagichlar asoslariga tengligini hisobga olgan holda aniqlanadi:

1) E (3) formuladan aniqlanadi - Guk qonuni (II tur) -

l N l;

l bt - bo'ylama deformatsiya o'lchagich asosining o'zgarishi; F arr - namunaning ko'ndalang kesimi maydoni.

Har qanday qabul qilishdan oldin qurilish materiali, uning mustahkamligi ma'lumotlarini va boshqa moddalar va materiallar bilan mumkin bo'lgan o'zaro ta'sirini, strukturaga bir xil yuklar ostida adekvat xatti-harakatlar nuqtai nazaridan ularning muvofiqligini o'rganish kerak. Ushbu muammoni hal qilishda hal qiluvchi rol elastik modulga yuklangan - u Yang moduli deb ham ataladi.

Po'latning yuqori mustahkamligi uni ko'p qavatli binolar va stadionlar va ko'priklarning ochiq inshootlarini qurishda foydalanishga imkon beradi. Po'latga uning sifatiga ta'sir qiluvchi ba'zi moddalarning qo'shimchalari, doping deb ataladi, va bu qo'shimchalar po'latning kuchini ikki baravar oshirishi mumkin. Qotishma po'latning elastiklik moduli an'anaviy po'latdan ancha yuqori. Qurilishdagi mustahkamlik, qoida tariqasida, iqtisodiy sabablarga ko'ra profilning tasavvurlar maydonini tanlash orqali erishiladi: yuqori qotishma po'latlar yuqori narxga ega.

jismoniy ma'no

Elastiklik modulining belgilanishi jismoniy miqdor- (E), bu ko'rsatkich mahsulot materialining unga qo'llaniladigan deformatsiya qiluvchi yuklarga elastik qarshiligini tavsiflaydi:

• uzunlamasına - kuchlanish va siqilish;
• ko'ndalang - egilish yoki siljish shaklida qilingan;
• hajmli - burish.

Qiymat (E) qanchalik baland bo'lsa, qanchalik baland bo'lsa, ushbu materialdan mahsulot qanchalik kuchli bo'ladi va sinish chegarasi qanchalik baland bo'ladi. Misol uchun, alyuminiy uchun bu qiymat 70 GPa, quyma temir uchun - 120, temir uchun - 190 va po'lat uchun 220 GPa gacha.

Ta'rif

Elastiklik moduli - bu qattiq materiallarning egiluvchanlik xususiyatlarining boshqa fizik ko'rsatkichlarini o'zlashtirgan yig'ma atama - kuch ta'sirida o'zgaradi va tugagandan so'ng avvalgi shaklini oladi, ya'ni elastik deformatsiyalanadi. Bu mahsulotdagi kuchlanishning nisbati - kuchning birlik maydoniga bosimi, elastik deformatsiyaga (mahsulotning o'lchamining dastlabki hajmiga nisbati bilan aniqlangan o'lchovsiz qiymat). Demak, uning o'lchami, kuchlanish kabi - kuchning birlik maydoniga nisbati. Metrik SIdagi kuchlanish odatda Paskalda o'lchanganligi sababli, kuch ko'rsatkichi ham.

Boshqa, unchalik to'g'ri bo'lmagan ta'rif mavjud: elastiklik moduli bosimdir, mahsulotni ikki barobarga oshirishga qodir. Ammo ko'p sonli materiallarning rentabelligi qo'llaniladigan bosimdan ancha past.

Elastik modullar, ularning turlari

Kuchni qo'llash shartlarini va natijada yuzaga keladigan deformatsiyalarni o'zgartirishning ko'plab usullari mavjud va bu ham nazarda tutadi ko'p miqdorda elastik modullarning turlari, lekin amalda deformatsiya qiluvchi yuklarga ko'ra uchta asosiy bor:

Elastiklik xususiyatlarining bu ko'rsatkichlari tugamaydi, boshqa ma'lumotlarni olib yuradiganlar ham bor turli o'lcham va ma'no. Bular, shuningdek, mutaxassislar orasida keng tarqalgan, oqsoqlangan elastiklik indeksi va Puasson nisbati.

Po'latning elastiklik modulini qanday aniqlash mumkin

Parametrlarni aniqlash uchun turli brendlar po'lat, tarkibida maxsus jadvallar mavjud normativ hujjatlar qurilish sohasida - yilda qurilish kodlari va qoidalar (SNiP) va davlat standartlari (GOST). Shunday qilib, elastiklik moduli (E) yoki Young, oq va kulrang quyma temir uchun 115 dan 160 GPa gacha, egiluvchan - 155. Po'latga kelsak, C245 karbonli po'latning elastiklik moduli 200 dan 210 GPa gacha bo'lgan qiymatlarga ega. Qotishma po'latdan biroz yuqori ko'rsatkichlarga ega - 210 dan 220 GPa gacha.

Oddiy po'latdan yasalgan St.3 va St.5 markalari uchun bir xil xarakteristikalar bir xil qiymatga ega - 210 GPa, va St.45, 25G2S va 30KhGS po'lat uchun - 200 GPa. Ko'rib turganingizdek, po'latning turli navlari uchun o'zgaruvchanlik (E) ahamiyatsiz, ammo mahsulotlarda, masalan, arqonlarda, rasm boshqacha:

• 200 GPa yuqori quvvatli simlarning iplari va iplari uchun;
• metall yadroli po'lat kabellar 150 GPa;
• organik yadroli po'lat arqonlar 130 GPa.

Ko'rib turganingizdek, farq sezilarli.

Kesish moduli yoki qattiqlik (G) qiymatlarini bir xil jadvallarda ko'rish mumkin, ular kichikroq qiymatlarga ega, prokat uchun - 84 GPa, uglerod va qotishma - 80 dan 81 hPa gacha va po'latlar uchun St.3 va St.45-80 GPa. Elastiklik parametri qiymatlaridagi farqning sababi bir vaqtning o'zida turli xil usullar bilan hisoblangan uchta asosiy modulning bir vaqtning o'zida ishlashidir. Biroq, ular orasidagi farq kichik, bu elastiklikni o'rganishning etarli darajada aniqligini ko'rsatadi. Shuning uchun, siz hisob-kitoblar va formulalarga osib qo'ymasligingiz kerak, lekin siz elastiklikning ma'lum bir qiymatini olishingiz va uni doimiy sifatida ishlatishingiz kerak. Agar siz alohida modullar uchun hisob-kitoblarni amalga oshirmasangiz, lekin murakkab hisob-kitob qilsangiz, qiymat (E) 200 GPa bo'ladi.

Shuni tushunish kerakki, bu qiymatlar turli qo'shimchalar va boshqa moddalarning qismlarini o'z ichiga olgan po'lat buyumlari bo'lgan po'latlar uchun farq qiladi, ammo bu qiymatlar biroz farq qiladi. Elastiklik indeksiga asosiy ta'sir uglerod tarkibiga ta'sir qiladi, ammo po'latni qayta ishlash usuli - issiq haddeleme yoki sovuq shtamplash sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi.

Po'latdan yasalgan buyumlarni tanlashda ular elastiklik moduli bilan bir xil tarzda tartibga solinadigan boshqa ko'rsatkichdan ham foydalanadilar. GOST va SNiP nashrlari jadvallarida kuchlanish, bosim va egilish yuklariga hisoblangan qarshilik. Ushbu ko'rsatkichning o'lchami elastiklik moduli bilan bir xil, ammo qiymatlar kattalikdan uch daraja kichikroq. Ushbu indikator ikkita maqsadga ega: standart va dizayn qarshiligi, nomlar o'zlari uchun gapiradi - konstruktiv quvvat hisob-kitoblarini amalga oshirishda dizayn qarshiligi qo'llaniladi. Shunday qilib, prokat qalinligi 10 dan 20 mm gacha bo'lgan C255 po'latining dizayn qarshiligi 240 MPa, standart 245 MPa. Dizayn qarshiligi 20 dan 30 mm gacha prokat biroz pastroq va 230 MPa ni tashkil qiladi.