Flytegrensen til stoffer. Hvordan bestemme flytegrensen

Innholdsfortegnelse:

Flytegrensen til stoffer. Hvordan bestemme flytegrensen
Flytegrensen til stoffer. Hvordan bestemme flytegrensen
Anonim

Flytegrense er spenningen som tilsvarer restverdien av forlengelsen etter at lasten er fjernet. Bestemmelsen av denne verdien er nødvendig for valg av metaller som brukes i produksjonen. Hvis denne parameteren ikke tas i betraktning, kan dette føre til en intensiv prosess med deformasjonsutvikling i et feil valgt materiale. Det er svært viktig å vurdere flytegrenser når man designer ulike metallstrukturer.

strekkgrense
strekkgrense

Fysiske egenskaper

Yield styrke refererer til styrkeindikatorer. De representerer en makroplastisk deformasjon med en ganske liten herding. Fysisk kan denne parameteren representeres som en karakteristikk av materialet, nemlig: spenning, som tilsvarer den nedre verdien av flytegrensen i grafen (diagrammet) for strekking av materialer. Dette kan også representeres som en formel: σT=PT/F0, hvor PT betyr flytespenningslasten, og F0 tilsvarer originalentverrsnittsarealet til prøven under vurdering. PT etablerer den såk alte grensen mellom materialets elastisk-plastiske og elastiske deformasjonssoner. Selv en liten økning i stress (over DC) vil forårsake betydelig deformasjon. Flytegrensen til metaller måles vanligvis i kg/mm2 eller N/m2. Verdien av denne parameteren påvirkes av forskjellige faktorer, for eksempel varmebehandlingsmodusen, tykkelsen på prøven, tilstedeværelsen av legeringselementer og urenheter, typen, mikrostrukturen og defektene til krystallgitteret, og så videre. Flytegrensen endres betydelig med temperaturen. Tenk på et eksempel på den praktiske betydningen av denne parameteren.

metall flytegrense
metall flytegrense

Rørs flytegrense

Det mest åpenbare er påvirkningen av denne verdien i konstruksjonen av rørledninger av høytrykkssystemer. I slike strukturer bør det brukes spesialstål, som har tilstrekkelig store flytegrenser, samt minimale gapindikatorer mellom denne parameteren og strekkfastheten. Jo større grensen for stål, desto høyere bør naturligvis indikatoren for den tillatte verdien av driftsspenningen være. Dette faktum har en direkte innvirkning på verdien av styrken til stål, og følgelig hele strukturen som helhet. På grunn av det faktum at parameteren til den tillatte designverdien til spenningssystemet har en direkte innvirkning på den nødvendige verdien av veggtykkelsen i rørene som brukes, er det viktig å beregne så nøyaktig som mulig styrkeegenskapene til stålet som vil brukes i produksjonenrør. En av de mest autentiske metodene for å bestemme disse parameterne er å gjennomføre en studie på en diskontinuerlig prøve. I alle tilfeller er det nødvendig å ta hensyn til forskjellen mellom verdiene til den aktuelle indikatoren på den ene siden og de tillatte spenningsverdiene på den andre.

I tillegg bør du vite at flytegrensen til metallet alltid settes som et resultat av detaljerte gjenbrukbare målinger. Men systemet med tillatte spenninger er overveldende vedtatt på grunnlag av standarder eller generelt som et resultat av de tekniske forholdene som er utført, så vel som basert på produsentens personlige erfaring. I stamrørledningssystemer er hele forskriftssamlingen beskrevet i SNiP II-45-75. Så å sette sikkerhetsfaktoren er en ganske komplisert og veldig viktig praktisk oppgave. Riktig bestemmelse av denne parameteren avhenger helt av nøyaktigheten til de beregnede verdiene for spenning, belastning og materialets flytegrense.

rør flytestyrke
rør flytestyrke

Når de velger termisk isolasjon for rørsystemer, stoler de også på denne indikatoren. Dette skyldes det faktum at disse materialene kommer direkte i kontakt med metallbunnen til røret, og følgelig kan delta i elektrokjemiske prosesser som påvirker tilstanden til rørledningen negativt.

Strekkmateriale

Strekkflytestyrke bestemmer hvor mye spenningen vil forbli den samme eller avta til tross for forlengelse. Det vil si at denne parameteren vil nå et kritisk punkt når det er en overgang fra elastisk tilplastisk deformasjonsområde av materialet. Det viser seg at flytegrensen kan bestemmes ved å teste stangen.

strekk flytegrense
strekk flytegrense

fre-beregning

I materialers motstand er flytegrensen spenningen som plastisk deformasjon begynner å utvikle seg ved. La oss se på hvordan denne verdien beregnes. I eksperimenter utført med sylindriske prøver, bestemmes verdien av normalspenningen i tverrsnittet i øyeblikket for forekomst av irreversibel deformasjon. Ved å bruke samme metode i forsøk med torsjon av rørprøver, bestemmes skjærflytegrensen. For de fleste materialer er denne indikatoren bestemt av formelen σTs√3. I noen tilfeller resulterer kontinuerlig forlengelse av en sylindrisk prøve i et diagram med normal spenning vs. forlengelse i oppdagelsen av en såk alt flytetann, dvs. en kraftig reduksjon i spenning før plastisk deformasjon oppstår.

Dessuten skjer ytterligere vekst av slik forvrengning til en viss verdi ved en konstant spenning, som kalles en fysisk FET. Hvis utbytteområdet (horisont alt snitt av grafen) har stor utstrekning, kalles et slikt materiale ideelt plastisk. Hvis diagrammet ikke har en plattform, kalles prøvene herding. I et slikt tilfelle er det umulig å spesifisere nøyaktig ved hvilken verdi plastisk deformasjon vil oppstå.

flytegrensebestemmelse
flytegrensebestemmelse

Hva er den betingede flytegrensen?

La oss finne ut hva denne parameteren er. I tilfeller der spenningsdiagrammet ikke har utpregede områder, er det nødvendig å bestemme den betingede FET. Så dette er spenningsverdien der den relative gjenværende tøyningen er 0,2 prosent. For å beregne det på spenningsdiagrammet langs definisjonsaksen ε, er det nødvendig å sette til side en verdi lik 0, 2. En rett linje tegnes fra dette punktet, parallelt med den innledende seksjonen. Som et resultat bestemmer skjæringspunktet mellom den rette linjen og linjen i diagrammet verdien av den betingede flytestyrken for et bestemt materiale. Denne parameteren kalles også teknisk PT. I tillegg skilles betingede flytegrenser i torsjon og bøyning separat.

betinget flytestyrke
betinget flytestyrke

Smelteflyt

Denne parameteren bestemmer evnen til smeltede metaller til å fylle lineære former. Smeltefluiditet for metallegeringer og metaller har sitt eget begrep i metallurgisk industri - fluiditet. Faktisk er dette den gjensidige av dynamisk viskositet. The International System of Units (SI) uttrykker fluiditeten til en væske i Pa-1c-1.

Midlertidig strekkstyrke

La oss se på hvordan denne egenskapen til mekaniske egenskaper bestemmes. Styrke er evnen til et materiale, under visse grenser og betingelser, til å oppfatte ulike påvirkninger uten å kollapse. Mekaniske egenskaper bestemmes vanligvis ved hjelp av betingede spenningsdiagrammer. For testing, standardprøver. Testinstrumenter er utstyrt med en enhet som registrerer diagrammet. Økende belastninger utover normen forårsaker betydelig plastisk deformasjon i produktet. Flytegrensen og strekkstyrken tilsvarer den høyeste belastningen som går forut for fullstendig destruksjon av prøven. I duktile materialer er deformasjonen konsentrert i ett område, hvor en lokal innsnevring av tverrsnittet viser seg. Det kalles også nakken. Som et resultat av utviklingen av flere slip dannes det en høy tetthet av dislokasjoner i materialet, og det oppstår også såk alte kjernedannende diskontinuiteter. Som et resultat av deres forstørrelse, vises porer i prøven. Sammen med hverandre danner de sprekker som forplanter seg i tverrretningen til strekkaksen. Og i det kritiske øyeblikket er prøven fullstendig ødelagt.

Hva er en armeringsjern PT?

Disse produktene er en integrert del av armert betong, ment som regel å motstå strekkkrefter. Vanligvis brukes stålarmering, men det finnes unntak. Disse produktene må fungere sammen med betongmassen i alle stadier av belastningen av denne strukturen, uten unntak, og ha plastiske og holdbare egenskaper. Og oppfyller også alle betingelsene for industrialisering av disse typer arbeid. De mekaniske egenskapene til stålet som brukes til fremstilling av beslag, er fastsatt av de relevante GOST og tekniske forhold. GOST 5781-61 gir fire klasser av disse produktene. De tre første er beregnet for konvensjonelle konstruksjoner, samt ikke-stressede stenger ved pre-stressede systemer. Flytegrensen til armering, avhengig av produktklasse, kan nå 6000 kg/cm2. Så for den første klassen er denne parameteren omtrent 500 kg/cm2, for den andre - 3000 kg/cm2, for den tredje 4000 kg/cm 2, mens den fjerde har 6000 kg/cm2.

armering flytestyrke
armering flytestyrke

Ståls flytegrense

For lange produkter i basisversjonen av GOST 1050-88 er følgende PT-verdier gitt: grad 20 - 25 kgf/mm2, grad 30 - 30 kgf/mm 2, merke 45 - 36 kgf/mm2. For de samme stålene, produsert etter forhåndsavtale mellom forbrukeren og produsenten, kan imidlertid flytegrensene ha forskjellige verdier (samme GOST). Så stål av klasse 30 vil ha en PT i mengden 30 til 41 kgf/mm2, og klasse 45 vil være i området 38-50 kgf/mm 2.

Konklusjon

Ved prosjektering av ulike stålkonstruksjoner (bygninger, broer etc.) brukes flytegrensen som en indikator på fasthetsnormen ved beregning av verdier av tillatte laster i henhold til spesifisert sikkerhetsfaktor. Men for trykkbeholdere beregnes verdien av tillatt last på grunnlag av PT, samt strekkfasthet, tatt i betraktning spesifikasjonen av driftsforhold.

Anbefalt: