Limitele fluidității substanțelor. Cum se determină rezistența la randament

Punctul de randament este tensiunea care corespunde alungirii rămase după ce se încarcă încărcătura. Determinarea acestei cantități este necesară pentru selectarea metalelor utilizate în producție. Dacă nu țineți cont de parametrul în cauză, acest lucru poate duce la un proces de dezvoltare intensă a deformării într-un material incorect selectat. Este foarte important să se țină seama de solicitările de randament în construcția diferitelor structuri metalice.

Caracteristici fizice

Rezistența la randament se referă la indicatorii de rezistență. Ele reprezintă o deformare macroplastică cu o întărire destul de mică. Din punct de vedere fizic, acest parametru poate fi reprezentat ca o caracteristică materială, adică o tensiune care corespunde unei valori mai scăzute a punctului de randament din graficul de întindere a materialului (diagrama). Același lucru poate fi reprezentat sub forma unei formule: Sigma_T= P_T/ F₀, unde P_T înseamnă stresul de randament și F₀ corespunde zonei originale transversale a eșantionului în cauză. PT stabilește așa-numita graniță între zonele elastice și cele elastice de deformare a materialului. Chiar și o ușoară creștere tensiune (mai mare PT) va cauza o deformare semnificativă. Rezistența la curgere a metalelor este în general măsurată în kg / mm² sau N / m². Valoarea acestui parametru este influențată de diferiți factori, de exemplu regimul de tratament termic, grosimea probei, prezența elementelor de aliere și a impurităților, tipul, microstructura și defectele rețelei de cristal și așa mai departe. Punctul de randament variază considerabil cu temperatura. Să luăm în considerare un exemplu de valoare practică a acestui parametru.

Rezistența la randamentul conductei

Cea mai evidentă este influența acestei valori în construcția conductelor de sisteme de înaltă presiune. În astfel de modele ar trebui să se utilizeze oțel special, care are puncte de randament destul de mari, precum și valori minime ale decalajului dintre acest parametru și puterea maximă. Cu cât oțelul are o limită mai mare, cu atât este mai mare valoarea admisibilă a tensiunii de lucru. Acest fapt are un impact direct asupra rezistenței oțelului și, în consecință, asupra întregii structuri ca întreg. Datorită faptului că parametrul valorii admisibile de proiectare a sistemului de solicitare are un efect direct asupra grosimii pereților necesari în conductele utilizate, este important să se calculeze caracteristicile de rezistență ale oțelului care vor fi utilizate cât mai exact în producția de țevi. Una dintre metodele cele mai autentice pentru determinarea acestor parametri este efectuarea unui studiu pe un eșantion discontinuu. În toate cazurile, este necesar să se ia în considerare diferența dintre valorile indicelui în cauză, pe de o parte, și valorile admisibile de stres, pe de altă parte.

În plus, trebuie să știți că rezistența la încovoiere a metalului este întotdeauna stabilită ca rezultat al efectuării unor măsurători reutilizabile detaliate. Dar sistemul de stresuri admise în majoritatea covârșitoare este luat pe baza standardelor sau, în general, ca rezultat al condițiilor tehnice, precum și pe baza experienței personale a producătorului. În sistemele conductelor principale, întreaga colectare de reglementare este descrisă în SNiP II-45-75. Deci, stabilirea factorului de siguranță este o sarcină practică destul de complexă și foarte importantă. Definiția corectă a acestui parametru depinde în întregime de precizia valorilor calculate ale tensiunii, încărcării și, de asemenea, puterea de curgere a materialului.

Atunci când alegeți izolarea termică a sistemelor de conducte, vă bazați și pe acest indicator. Acest lucru se datorează faptului că aceste materiale vin direct în contact cu baza metalică a țevii și, prin urmare, pot participa la procese electrochimice care afectează negativ starea conductei.

Întinderea materialelor

Stresul de randament la tensiune determină la ce valoare tensiunea rămâne neschimbată sau scade, în ciuda alungirii. Adică, acest parametru va atinge un nivel critic atunci când există o tranziție de la regiunea elastică la deformarea plastică a materialului. Se pare că puterea de curgere poate fi determinată prin testarea tijei.

Calcularea PT

În rezistența materialului, punctul de randament este stresul la care începe dezvoltarea deformarea plastică. Să ne uităm la modul în care se calculează această valoare. În experimentele efectuate cu eșantioane cilindrice, determinați valoarea efortului normal în secțiunea transversală în momentul deformării ireversibile. În experimentele cu torsiune ale specimenelor tubulare, rezistența la curgere pentru forfecare este determinată prin aceeași metodă. Pentru majoritatea materialelor, acest lucru este determinat de formula Sigma_T= tau-_sRadic-3. În unele cazuri, o extindere continuă a probei cilindrice în grafic, în funcție de tensiunile normale de alungire duce la descoperirea de așa-numitul stres randament al dintelui, adică o scădere bruscă a tensiunii înainte de formarea de deformare plastică.

Mai mult, creșterea ulterioară a unei astfel de distorsiuni la o anumită valoare are loc la o tensiune constantă, care se numește FET fizic. Dacă placa de randament (secțiunea orizontală a graficului) are o prelungire lungă, atunci un astfel de material se numește plastic ideal. Dacă diagrama nu are o platformă, atunci probele se numesc întărire. În acest caz, este imposibil să specificați exact valoarea la care are loc deformarea plastică.

Care este puterea de curgere condiționată?

Să vedem ce parametru este. În acele cazuri în care diagrama de tensiuni nu are suprafețe semnificative, este necesar să se determine FET condiționată. Deci, aceasta este valoarea tensiunii la care tulpina reziduală relativă este de 0,2%. Pentru a calcula pe diagrama de stres de-a lungul axei de determinare epsilon - este necesar să se amâne valoarea egală cu 0,2. Din acest punct drept, paralel secțiunea inițială. Ca rezultat, punctul de intersecție a liniei drepte cu linia grafică determină valoarea punctului de randament condițional pentru un anumit material. Acest parametru este denumit și PT tehnic. În plus, limitele de randament condiționate pentru torsiune și îndoire sunt distinse separat.

Melt Flow

Acest parametru determină capacitatea metalelor topite de a umple formele liniare. Rezistența la topire a aliajelor și a metalelor are propriul său termen în industria metalurgică - fluiditatea. De fapt, aceasta este cantitatea inversă vâscozitate dinamică. Sistemul internațional de unități (SI) exprimă fluiditatea fluidului în Pa^-1* s^-1.

Rezistență temporară la tracțiune

Să vedem cum este determinată această caracteristică a proprietăților mecanice. Rezistența se referă la capacitatea materialului, sub anumite limite și condiții, de a percepe diferite efecte fără a se descompune. Proprietățile mecanice sunt determinate, de obicei, folosind diagrame de întindere condiționată. Pentru testare, trebuie folosite eșantioane standard. Instrumentele de testare sunt echipate cu un dispozitiv care înregistrează diagrama. Creșterea sarcinilor deasupra normei determină o deformare plastică semnificativă în produs. Punctul de randament și rezistența temporară la tracțiune corespund celei mai mari sarcini care precedă defalcarea completă a eșantionului. În materialele plastice, centrele de deformare dintr-o zonă în care apare o îngustare locală a secțiunii transversale. Se mai numeste si gatul. Ca urmare a dezvoltării de diapozitive multiple în material, se formează o densitate mare de dislocare și apar așa-numitele discontinuități germinale. Datorită extinderilor lor, porii apar în eșantion. Prin fuziune, ele creează fisuri care se propagă în direcția transversală spre axa de expansiune. Și în momentul critic eșantionul este complet distrus.

Ce este PT pentru armare?

Aceste produse fac parte integrantă din betonul armat, destinat, de regulă, rezistenței la forțele de tracțiune. Utilizați de obicei armături din oțel, dar există și excepții. Aceste produse trebuie să lucreze împreună cu masa betonului în toate etapele de încărcare a acestei structuri fără excepție și să dețină proprietăți de plastic și durabile. Și îndeplinesc, de asemenea, toate condițiile de industrializare a acestor tipuri de muncă. Proprietățile mecanice ale oțelului utilizat la fabricarea armăturii sunt determinate de specificațiile GOST corespunzătoare și de specificațiile tehnice. GOST 5781-61 prevede patru clase ale acestor produse. Primele trei sunt concepute pentru modelele convenționale, precum și tijele netensionate pentru sistemele precomprimate. Rezistența la încovoiere a armăturii, în funcție de clasa produsului, poate ajunge la 6000 kg / cm². Astfel, în prima clasă acest parametru este de aproximativ 500 kg / cm², a doua - 3000 kg / cm², în al treilea 4000 kg / cm², iar al patrulea - 6000 kg / cm².

Randamentul rezistenței oțelurilor

Pentru produsele lungi în versiunea de bază a GOST 1050-88, sunt furnizate următoarele valori ale PT: gradul 20 - 25 kg / mm², marca 30 - 30 kgf / mm², marcă de 45 - 36 kgf / mm². Cu toate acestea, pentru aceleași oțeluri fabricate prin acordul prealabil dintre consumator și producător, puterile de randament pot avea valori diferite (același GOST). De exemplu, calități de oțel 30 va avea un PT în cantitate de 30 la 41 kgf / mm², și gradele 45 - în limitele a 38-50 kg / mm².

concluzie

Când proiectați diferite structuri metalice (clădiri, poduri etc.), rezistența la curgere este utilizată ca un indice al standardului de rezistență la calcularea valorilor sarcinilor admise în conformitate cu factorul de siguranță specificat. Dar pentru recipientele sub presiune, valoarea sarcinii admise se calculează pe baza PT, precum și a rezistenței la tracțiune, luând în considerare specificațiile condițiilor de funcționare.