Страница
2
9. Абсолютная и относительная деформация при растяжении (сжатии). Коэффициент Пуассона.
Если под действием силы брус длиной
изменил свою продольную величину на
, то эта величина называется абсолютной продольной деформацией (абсолютное удлинение или укорочение). При этом наблюдается и поперечная абсолютная деформация
.
Отношение называется относительной продольной деформацией, а отношение
- относительной поперечной деформацией.
Отношение называется коэффициентом Пуассона, который характеризует упругие свойства материала.
Коэффициент Пуассона имеет значение . (для стали он равен
)
10. Сформулировать закон Гука при растяжении (сжатии).
I форма. В поперечных сечениях бруса при центральном растяжении (сжатии) нормальные напряжения равны отношению продольной силы к площади поперечного сечения:
II форма. Относительная продольная деформация прямо пропорциональна нормальному напряжению , откуда
.
11. Как определяются напряжения в поперечных и наклонных сечениях бруса ?
– сила, равная произведению напряжения
на площадь наклонного сечения
:
12. По какой формуле можно определить абсолютное удлинение (укорочение) бруса ?
Абсолютное удлинение (укорочение) бруса (стержня) выражается формулой:
, т.е.
Учитывая, что величина представляет собой жесткость поперечного сечения бруса длиной
можно сделать вывод: абсолютная продольная деформация прямо пропорциональна продольной силе и обратно пропорциональна жесткости поперечного сечения. Этот закон впервые сформулировал Гук в 1660 году.
13. Как определяются температурные деформации и напряжения?
При повышении температуры у большинства материалов механические характеристики прочности уменьшаются, а при понижении температуры – увеличиваются. Например, у стали марки Ст3 при и
;
при и
, т.е.
.
Удлинение стержня при нагревании определяется по формуле , где
- коэффициент линейного расширения материала стержня,
- длина стержня.
Возникающее в поперечном сечении нормальное напряжение . При понижении температуры происходит укорочение стержня и возникают напряжения сжатия.
14. Дать характеристику диаграммы растяжения (сжатия).
Механические характеристики материалов определяются путем испытаний образцов и построением соответствующих графиков, диаграмм. Наиболее распространенным является статическое испытание на растяжение (сжатие).
- предел пропорциональности (до этого предела справедлив закон Гука);
- предел текучести материала;
- предел прочности материала;
- разрушающее (условное) напряжение;
Точка 5 соответствует истинному разрушающему напряжению.
1-2 площадка текучести материала;
2-3 зона упрочнения материала;
и
- величина пластической и упругой деформации.
- модуль упругости при растяжении (сжатии), определяемый как:
, т.е.
.
15. Какие параметры характеризуют степень пластичности материала ?
Степень пластичности материала может быть охарактеризовано величинами:
- остаточным относительным удлинением – как отношение остаточной деформации образца к первоначальной его длине:
где - длина образца после разрыва. Величина
для различных марок стали находится в пределах от 8 до 28 %;
- остаточным относительным сужением – как отношение площади поперечного сечения образца в месте разрыва к первоначальной площади:
где - площадь поперечного сечения разорванного образца в наиболее тонком месте шейки. Величина
находится в пределах от нескольких процентов для хрупкой высокоуглеродистой стали до 60 % для малоуглеродистой стали.
16. Задачи, решаемые при расчете на прочность при растяжении (сжатии).