Материалы деталей и их технологические свойства

Материалы » Рулевое управление Ваз-2121 » Материалы деталей и их технологические свойства

Страница 6

s = eY,

где s – напряжение, e – упругая деформация, а Y – модуль упругости (модуль Юнга). Модули упругости ряда металлов представлены в табл. 1.

Таблица 1

Металл

Вольфрам

Железо (сталь)

Медь

Алюминий

Магний

Свинец

Модуль Юнга, 105 МПа

3,5

2,0

1,1

0,70

0,45

0,18

Пользуясь данными этой таблицы, можно вычислить, например, силу, необходимую для того, чтобы растянуть стальной стержень квадратного поперечного сечения со стороной 1 см на 0,1% его длины:

F = YґAґDL/L = 200 000 МПа ґ 1 см2ґ0,001 = 20 000 Н (= 20 кН)

Когда к металлическому образцу прикладываются напряжения, превышающие его предел упругости, они вызывают пластическую (необратимую) деформацию, приводящую к необратимому изменению его формы. Более высокие напряжения могут вызвать разрушение материала.

Важнейшим критерием при выборе металлического материала, от которого требуется высокая упругость, является предел текучести. У самых лучших пружинных сталей практически такой же модуль упругости, как и у самых дешевых строительных, но пружинные стали способны выдерживать гораздо большие напряжения, а следовательно, и гораздо большие упругие деформации без пластической деформации, поскольку у них выше предел текучести.

Пластические свойства металлического материала (в отличие от упругих) можно изменять путем сплавления и термообработки. Так, предел текучести железа подобными методами можно повысить в 50 раз. Чистое железо переходит в состояние текучести уже при напряжениях порядка 40 МПа, тогда как предел текучести сталей, содержащих 0,5% углерода и несколько процентов хрома и никеля, после нагревания до 950° С и закалки может достигать 2000 МПа.

Когда металлический материал нагружен с превышением предела текучести, он продолжает деформироваться пластически, но в процессе деформирования становится более твердым, так что для дальнейшего увеличения деформации требуется все больше повышать напряжение. Такое явление называется деформационным или механическим упрочнением (а также наклепом). Его можно продемонстрировать, скручивая или многократно перегибая металлическую проволоку. Деформационное упрочнение металлических изделий часто осуществляется на заводах. Листовую латунь, медную проволоку, алюминиевые стержни можно холодной прокаткой или холодным волочением довести до уровня твердости, который требуется от окончательной продукции.

Растяжение.

Соотношение между напряжением и деформацией для материалов часто исследуют, проводя испытания на растяжение, и при этом получают диаграмму растяжения – график, по горизонтальной оси которого откладывается деформация, а по вертикальной – напряжение (рис. 1). Хотя при растяжении поперечное сечение образца уменьшается (а длина увеличивается), напряжение обычно вычисляют, относя силу к исходной площади поперечного сечения, а не к уменьшенной, которая давала бы истинное напряжение. При малых деформациях это не имеет особого значения, но при больших может приводить к заметной разнице. На рис. 1 представлены кривые деформация – напряжение для двух материалов с неодинаковой пластичностью. (Пластичность – это способность материала удлиняться без разрушения, но и без возврата к первоначальной форме после снятия нагрузки.) Начальный линейный участок как той, так и другой кривой заканчивается в точке предела текучести, где начинается пластическое течение. Для менее пластичного материала высшая точка диаграммы, его предел прочности на растяжение, соответствует разрушению. Для более пластичного материала предел прочности на растяжение достигается тогда, когда скорость уменьшения поперечного сечения при деформировании становится больше скорости деформационного упрочнения. На этой стадии в ходе испытания начинается образование «шейки» (локальное ускоренное уменьшение поперечного сечения). Хотя способность образца выдерживать нагрузку уменьшается, материал в шейке продолжает упрочняться. Испытание заканчивается разрывом шейки.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Информация по теме:

Устройство и конструкция автосцепки СА-3
Автосцепное устройство типа СА-3 (рис. 1) грузовых вагонов размещается в консольной части хребтовой балки рамы кузова и состоит из следующих основных частей: корпуса автосцепки с деталями механизма сцепления, ударно-центрирующего прибора, упряжного устройства с поглощающим аппаратом и опорных часте ...

Безреостатная диагностика элементов управления тяговой цепью тепловоза2ТЭ10У
Проверка работы электрической системы тепловоза с помощью водяного реостата имеет ряд недостатков – большой расход топлива, неблагоприятные условия труда, затраты воды. Без реостатная диагностика проверки работы электрической системы тепловоза может проводиться в любом месте депо, она не требует сп ...

Схему работы системы питания газобаллонного автомобиля ГАЗ-2417
Принципиальная схема газобаллонного оборудования автомобиля ГАЗ-2417 приведена на рисунке 1. Сжиженный газ хранится в баллоне 20 и поступает в него при заправке на АГЗС через наполнительный вентиль 14. При наполнении газом 80 - 85% объема баллона, автоматически прекращается его заправка за счет всп ...


Навигация

Copyright © 2019 - All Rights Reserved - www.transporank.ru