Сталь работающая на изгиб
Обновлено: 23.04.2024
Напряжение при изгибе в упругой стадии распределяется в сечении по линейному закону. Напряжения в крайних волокнах для симметричного сечения определяются формулой:
где М – изгибающий момент;
W — момент сопротивления сечения.
С увеличением нагрузки (или изгибающего момента М) напряжения будут увеличиваться и достигнут значения предела текучести Ryn.
Ввиду того, что предела текучести достигли только крайние волокна сечения, а соединенные с ними менее напряженные волокна могут еще работать, несущая способность элемента не исчерпана. С дальнейшим увеличением изгибающей момента будет происходить удлинение волокон сечения, однако напряжения не могут быть больше Ryn. Предельной эпюрой будет такая, в которой верхняя часть сечения до нейтральной оси равномерно сжата напряжением Ryn. Несущая способность элемента при этом исчерпывается, а он может как бы поворачиваться вокруг нейтральной оси без увеличения нагрузки; образуется шарнир пластичности.
В месте пластического шарнира происходит большое нарастание деформаций, балка получает угол перелома, но не разрушается. Обычно балка теряет при этом либо общую устойчивость, либо местную устойчивость отдельных частей. Предельный момент отвечающий шарниру пластичности,
где Wпл = 2S – пластический момент сопротивления
S – cтатический момент половины сечения относительно оси, проходящий через центр тяжести.
Пластический момент сопротивления, а следовательно предельный момент, отвечающий шарниру пластичности больше упругого. Нормами разрешается учитывать развитие пластических деформаций для разрезных прокатных балок, закрепленных от потери устойчивости и несущих статическую нагрузку. Значение пластических моментов сопротивления при этом принимаются: для прокатных двутавров и швеллеров:
Wпл =1,12W – при изгибе в плоскости стенки
Wпл =1,2W – при изгибе параллельно полкам.
Для балок прямоугольного поперечного сечения Wпл = 1,5 W.
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.
По нормам проектирования развития пластических деформаций допускается учитывать для сварных балок постоянного сечения при отношениях ширины веса сжатого пояса к его толщине .
В местах наибольших изгибающих моментов недопустимы наибольшие касательные напряжения; они должны удовлетворять условию:
Если зона чистого изгиба имеет большую протяженность, соответствующий момент сопротивления во избежании чрезмерных деформаций принимается равным 0,5(Wyn+Wпл).
В неразрезных балках за предельное состояние принимается образование шарниров пластичности, но при условии сохранения системой своей неизменяемостью. Нормами разрешается при расчете неразрезных балок (прокатных и сварных) определять расчетные изгибающие моменты исходя из выравнивания опорных и пролетных моментов (при условии, что смежные пролеты отличаются не больше чем на 20%).
Во всех случаях, когда расчетные моменты принимаются в предположении развития пластических деформаций (выравнивания моментов), проверку прочности следует производить по упругому моменту сопротивления по формуле:
При расчете балок из алюминиевых сплавов развитие пластических деформаций не учитывается. Пластические деформации пронизывают не только наиболее напряженное сечение балки в месте наибольшего изгибающего момента, но и распространяются по длине балки. Обычно в изгибаемых элементах кроме нормальных напряжений от изгибающего момента есть еще и касательное напряжение от поперечной силы. Поэтому условие начала перехода металла в пластическое состояние в этом случае должно определяться приведенными напряжениями sчеd:
Как уже отмечалось, начало текучести в крайних фибрах (волокнах) сечения еще не исчерпывает несущие способности изгибаемого элемента. При совместном действии s и t предельная несущая способность примерно на 15% выше чем при упругой работе, и условие образования шарнира пластичности записывается в виде:
При этом должно бытьБалки, их типы и области рационального применения балок, формы сечения.
Балками называют конструктивные элементы сплошного сечения, работающие на изгиб. Металлические балки классифицируются по ряду признаков:
1) По статической схеме балки бывают разрезные, консольные и неразрезные.
2) По типу сечения: прокатные и составные, в алюминиевых конструкциях применяют прессованные и составные балки.
3) По способу соединения между собой элементов составные балки разделяются на сварные и клепаные.
а) прокатные б) прессованные в) составные
4) Относительно горизонтальной оси сечение балки может быть симметричным и несимметричным.
Сечение составных балок могут компоноваться из элементов с разными марками стали. Часть стенки балки или даже вся стенка, работающая при изгибе на большей части с небольшими напряжениями, выполняется из менее прочной и более дешевой углеродистой стали, а пояса – из низколегированной стали.
Применяются и металлические предварительно-напряженные балки, в которых в результате внутреннего перераспределения напряжений и применения напрягающих элементов из высокопрочной стали, достигается существенная экономия металла.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему
Работа стали на изгиб. Развитие пластических деформаций в изгибаемом элементе.
Прочность на изгиб: 13 интересных фактов, которые нужно знать
Прочность на изгиб можно определить как нормальное напряжение, возникающее в материале из-за изгиба или изгиба элемента при испытании на изгиб. Он оценивается с помощью метода трехточечного изгиба, при котором образец круглого или прямоугольного поперечного сечения деформируется до разрушения. Это максимальное напряжение, испытываемое этими материалами при пределе текучести.
Формула прочности на изгиб | Блок прочности на изгиб
Предположим, что прямоугольный образец находится под нагрузкой в установке для 3-точечного изгиба:
Где W - сила в точке разрушения или разрушения.
L - расстояние между опорами
b - ширина балки
d - толщина балки
Единица прочности на изгиб - МПа, Па и т. Д.
Точно так же в установке 4-точечного изгиба, где длина нагрузки составляет половину пролета опоры.
Аналогично, в установке 4-точечного изгиба, где длина нагрузки составляет 1/3 пролета опоры.
Испытание на прочность на изгиб
Это испытание создает растягивающее напряжение на выпуклой стороне образца и сжимающий напряжение с противоположной стороны. Отношение пролета к глубине контролируется, чтобы свести к минимуму вызванное напряжением сдвига. Для большинства материалов отношение L/d считается равным 16.
По сравнению с испытанием на изгиб при трехточечном изгибе, при испытании на изгиб при четырехточечном изгибе не наблюдаются сдвиговые силы в зоне между двумя нагружающими штифтами. Таким образом, испытание на четырехточечный изгиб наиболее подходит для хрупких материалов, которые не могут выдерживать напряжения сдвига.
Испытание на трехточечный изгиб и уравнения
Эквивалентная точечная нагрузка wL будет действовать в центре луча. т.е. при L / 2
FBD для испытания на изгиб
Значение реакции в точках A и B можно рассчитать, применяя условия равновесия
[латекс]\сумма F_x=0, \сумма F_y=0, \сумма M_A=0[/латекс]
Для вертикального равновесия
Принимая момент около A, момент по часовой стрелке положительный, а момент против часовой стрелки принимается как отрицательный.
[латекс]W*(L/2) – R_B*L = 0[/латекс]
Положив значение RB в [1] получаем
В соответствии с соглашением о знаках для ЮФО и ПРО
Сила сдвига в точке A
Сила сдвига при C
Сила сдвига в точке B
Для того, чтобы получить Диаграмма изгибающего момента, если мы начнем вычислять изгибающий момент с Левая сторона или левый конец балки, Момент по часовой стрелке воспринимается как положительный. Момент против часовой стрелки принимается как Negative.
Изгибающий момент при A = MA = 0
Изгибающий момент при C
Изгибающий момент при B = 0
При 3-точечном изгибе прочность на изгиб определяется по формуле
Испытание на четырехточечный изгиб и уравнения
Рассмотрим балку с простой опорой, у которой две равные нагрузки W действуют на расстоянии L / 3 от обоих концов.
[латекс]W*[L/6] – R_B*L = W[L/3][/латекс]
Для диаграммы изгибающего момента, если мы начнем вычислять изгибающий момент с Левая сторона или левый конец балки, Момент по часовой стрелке воспринимается как положительный. Момент против часовой стрелки принимается как Negative.
Изгибающий момент при C = [Вт / 2] * [L / 3] ………………………… [поскольку момент направлен против часовой стрелки, изгибающий момент становится отрицательным]
Изгибающий момент при C =
Изгибающий момент при D =
Для прямоугольного образца под установкой 4-точечного изгиба:
Аналогичным образом, когда диапазон нагрузки составляет 1/3 пролета опоры.
При установке на 4-точечный изгиб, когда диапазон нагрузки составляет половину пролета опоры.
Прочность на изгиб и модуль упругости при изгибе
Модуль упругости при изгибе - это отношение напряжения, вызванного изгибным изгибом, к деформации во время изгибной деформации. Это свойство или способность материала сопротивляться изгибу. Для сравнения, прочность на изгиб можно определить как нормальное напряжение, возникающее в материале из-за изгиба или изгиба элемента при испытании на изгиб. Он оценивается с использованием метода трехточечного изгиба, при котором образец круглого или прямоугольного поперечного сечения изгибается до разрушения или деформации. Это максимальное напряжение, испытываемое материалом при пределе текучести.
Предположим, что балка прямоугольного поперечного сечения изготовлена из изотропного материала, W - сила, приложенная к середине балки, L - длина балки, b - ширина балки, d - толщина балки. δ - прогиб балки
Для настройки 3-точечного изгиба:
Модуль упругости при изгибе можно определить как
для балки с простой опорой и нагрузкой в центре прогиб балки можно определить как
Прочность на изгиб против прочности на разрыв
Прочность на растяжение - это максимальное растягивающее напряжение, которое материал может выдержать при растягивающей нагрузке. Это свойство материала. Это не зависит от формы образца. На это влияет толщина материала, выемки, внутренние кристаллические структуры и т. Д.
Прочность на изгиб не является свойством материала. Это нормальное напряжение, возникающее в материале из-за изгиба или изгиба элемента при испытании на изгиб. Это зависит от размера и формы образца. Следующий пример поясняет дальнейшее:
Рассмотрим балку квадратного сечения и ромбовидную балку со сторонамиa'и изгибающий момент M
Для балки квадратного сечения
По уравнению Эйлера-Бернулли
[латекс] \\ M = \ frac \\ \\ Z = \ frac \\ \\ M_1 = \ frac < 6>[/латекс]
Для балки поперечного сечения Diamond
Прочность бетона на изгиб
Процедура оценки прочности бетона на изгиб
- Рассмотрите любую желаемую марку бетона и подготовьте неармированный образец размером 12 дюймов x 4 дюйма x 4 дюйма. Выдержите приготовленный раствор в течение 26-28 дней.
- Перед проведением испытания на изгиб дайте образцу постоять в воде при 25 ° C в течение 48 часов.
- Немедленно проведите испытание на изгиб образца, пока он находится во влажном состоянии. [Быстро после извлечения образца из воды]
- Чтобы указать положение опоры ролика, проведите контрольную линию на расстоянии 2 дюймов от обоих краев образца.
- Роликовые опоры действуют как балка с простой опорой. По оси балки прикладывается постепенная нагрузка.
- Нагрузка постоянно увеличивается до тех пор, пока напряжение в крайнем волокне балки не увеличится со скоростью 98 фунтов / кв. в / мин.
- Нагрузка прикладывается непрерывно до тех пор, пока испытуемый образец не сломается, и не будет зафиксировано максимальное значение нагрузки.
Где W - сила в точке разрушения или разрушения
Прочность на изгиб почти в 0.7 раза превышает прочность бетона на сжатие.
Прочность на изгиб стали
Рассмотрим стальную балку шириной = 150 мм, глубиной = 150 мм и длиной = 700 мм, приложенная нагрузка составляет 50 кН, и найдите изгибное напряжение балки?
При 3-точечном изгибе напряжение изгиба определяется выражением
Прочность на изгиб алюминия
Прочность на изгиб алюминия марки 6061 составляет 299 МПа.
Прочность на изгиб древесины
Прочность на изгиб цилиндра
Рассмотрим балку с простой опорой, у которой две равные нагрузки W / 2 действуют на расстоянии L / 3 от обоих концов.
Пусть d = диаметр цилиндрической балки, согласно уравнению Эйлера-Бернулли.
Найдите напряжение изгиба в круглой цилиндрической балке пролетом 10 м и диаметром 50 мм. Балка изготовлена из алюминия. Сравните результат с балкой квадратного сечения со стороной = 50 мм. Общая прилагаемая нагрузка составляет 70 Н.
Рассмотрим балку с простой опорой с двумя равными нагрузками W / 2 = 35 Н, действующими на расстоянии L / 3 от обоих концов.
[латекс]\\R_A=W-R_B\\ \\R_A=W-\frac\\ \\R_A=70-35=35N[/латекс]
Для квадратного образца: со стороной = d = 50 мм.
Некоторые важные часто задаваемые вопросы.
В.1) Что означает высокая прочность на изгиб?
Ответ: Считается, что материал обладает высокой прочностью на изгиб, если он выдерживает высокое напряжение при изгибе или изгибе без разрушения при испытании на изгиб.
Q.2) Почему прочность на изгиб выше прочности на разрыв?
Ответ: Во время испытания на изгиб крайние волокна балки испытывают максимальное напряжение (верхнее волокно испытывает напряжение сжатия, а нижнее волокно - растягивающее напряжение). Если крайние волокна не имеют каких-либо дефектов, прочность на изгиб будет зависеть от прочности волокон, которые еще не разрушились. Однако, когда к материалу прилагается растягивающая нагрузка, все волокна испытывают одинаковое напряжение, и материал разрушится при выходе из строя самого слабого волокна, достигающего своего предельного значения прочности на разрыв. Таким образом, в большинстве случаев прочность на изгиб выше прочности материала на разрыв.
В.3) В чем разница между изгибом и изгибом?
Ответ: В случае изгибного изгиба, согласно теории простого изгиба, поперечное сечение плоскости остается плоским до и после изгиба. Создаваемый изгибающий момент действует по всему пролету балки. никакая равнодействующая сила не действует перпендикулярно поперечному сечению балки. таким образом, поперечная сила вдоль балки равна нулю, и любое индуцированное напряжение происходит исключительно из-за эффекта изгиба. При неравномерном изгибе результирующая сила действует перпендикулярно поперечному сечению балки, а изгибающий момент также изменяется по длине пролета.
Q.4) Почему важна прочность на изгиб?
Ответ: Высокая прочность на изгиб имеет решающее значение для материалов или компонентов, подверженных нагрузкам, когда к компоненту или материалу прилагается высокое напряжение. Прочность на изгиб также помогает определить признаки того, какой тип материала может использоваться для приложений высокого давления. Высокая прочность материала на изгиб также влияет на толщину стенок компонента. Высокопрочный материал обеспечивает небольшую толщину стенок. Материал, который обеспечивает высокую прочность на изгиб и высокую вязкость разрушения, позволяет изготавливать стенки с очень малой толщиной и, следовательно, идеально подходит для вариантов минимально инвазивного лечения.
Q.5) найти предел прочности на изгиб по кривой напряжения-деформации?
Ответ: Прочность на изгиб можно определить как максимальное приложенное напряжение на кривой деформации напряжения. Поглощение энергии материалом до разрушения можно оценить по площади под кривой зависимости напряжения от деформации.
Q.6) Обеспечивает ли бетон марки M30 максимальную прочность на изгиб?
Ответ: Прочность на сжатие бетона марки М30 составляет 30 МПа. Связь между прочностью на изгиб и прочностью на сжатие может быть выражена следующим образом:
. Таким образом, максимальная прочность на изгиб бетона марки М30 составляет,
Q.7) Почему максимальная деформация сжатия в бетоне при испытании на изгиб составляет 0.0035, не больше или меньше, тогда как деформация разрушения в бетоне колеблется от 0.003 до 0.005?
Ответ: Для теоретического расчета максимальной деформации сжатия в бетоне при испытании на изгиб мы принимаем во внимание все допущения простой теории изгиба. Во время практических экспериментов различные факторы, такие как дефект материала, неравномерное поперечное сечение и т. Д., Влияют на деформацию сжатия в бетоне при испытании на изгиб. Таким образом, максимальная деформация сжатия в бетоне при испытании на изгиб 0.0035, не больше и не меньше, тогда как деформация разрушения в бетоне колеблется от 0.003 до 0.005.
Q.8) Если дополнительные арматурные стержни расположены на стороне сжатия железобетонной балки. Это увеличивает прочность балки на изгиб?
Ответ: Добавление дополнительных арматурных стержней обеспечивает дополнительную прочность балке на сжатие, особенно в местах возникновения положительных моментов. Арматурные стержни предназначены для предотвращения разрывов при растяжении, таких как изгибающий момент, поскольку бетон является слабым при нагрузке на растяжение. Если балка имеет большую толщину вместе с арматурными стержнями, стальные стержни ведут себя исключительно как элемент прочности на растяжение, а бетон обеспечивает прочность на сжатие.
В.9) Что произойдет с прочностью бетонной балки на изгиб, если ее размеры уменьшатся вдвое?
Ответ: для балки прямоугольного сечения,
Если размеры уменьшены вдвое
В = b / 2, D = d / 2
[латекс]\\\sigma_1 >\sigma [/латекс]
Если размеры уменьшить вдвое, прочность на изгиб увеличивается в 8 раз для материала прямоугольного сечения.
Q.10) Что такое модуль разрыва?
Ответ: Модуль упругости при изгибе - это отношение напряжения, вызванного изгибным изгибом, к деформации во время изгибной деформации. Это свойство или способность материала сопротивляться изгибу.
Чтобы узнать о просто поддерживаемой балке (нажмите сюда)и консольная балка (Кликните сюда.)
Последние посты
Гидроксид калия или едкий калий является неорганическим компонентом. Его молярная масса составляет 56.11 г/моль. Давайте резюмируем структуру КОН Льюиса и все факты в деталях. КОН представляет собой простой гидроксид щелочного металла.
Слово «еще» в основном служит в значении «до сих пор» или «тем не менее» в предложении. Проверим употребление слова «пока» в значении «союз». Слово "пока" можно обозначить как "координационное.
О НАС
Мы являемся группой профессионалов отрасли из различных областей образования, таких как наука, инженерия, английская литература, и создаем универсальное образовательное решение, основанное на знаниях.
Прочность стали на изгиб: несколько вариантов использования и примеры
В этой статье обсуждается прочность стали на изгиб. Прочность на изгиб — это способность материала сопротивляться или выдерживать приложенное напряжение изгиба.
Сила – это способность выдерживать или сопротивляться определенному количеству стресса. Материал имеет определенное количество прочности, только такое напряжение, которое он может выдержать. Любое напряжение, превышающее предел прочности, может привести к разрушению материала. Проще говоря, приложенное напряжение должно быть меньше, чем прочность материала, чтобы свести к минимуму разрушение.
Что такое прочность на изгиб?
Изгиб Прочность или жесткость на изгиб — это способность заготовки выдерживать нагрузку на изгиб. предел прочности при изгибе зависит от разрушающей нагрузки, расчетной длины заготовки и размеров поперечного сечения балки.
Математически прочность на изгиб определяется как:
M - изгибающий момент
I - момент инерции поперечного сечения заготовки.
Что такое жесткость на изгиб?
Жесткость на изгиб и прочность на изгиб не совпадают. Как обсуждалось выше, прочность на изгиб — это способность заготовки выдерживать заданное напряжение изгиба.
С другой стороны, жесткость при изгибе говорит о величине отклонения, которое заготовка претерпит при заданной величине напряжения изгиба. Жесткость на изгиб зависит от момента инерции поперечного сечения заготовки и модуля жесткости материала заготовки.
Математически жесткость на изгиб можно представить как
Жесткость при изгибе = E x I
Где E - модуль Юнга или модуль жесткости.
Прочность на изгиб нержавеющей стали
Прочность на изгиб стальной трубы
Стальные трубы широко используются в промышленности. Очень важно знать физические свойства стальных труб и поведение этих труб при различных видах нагрузок.
Прочность стальной трубы на изгиб можно найти по формуле, приведенной ниже:
σ = 32MD/π(D 4 -d 4 )
D - внешний диаметр трубы
d внутренний диаметр трубы
Труба - это просто полый цилиндр.
Прочность на изгиб стального листа
Предположим, стальная пластина имеет глубину d и ширину b. Допустимая нагрузка, действующая на него, равна P.
Прочность на изгиб этой стальной пластины определяется следующим образом:
Пластина имеет прямоугольное сечение, где,
d - глубина прямоугольника
Прочность на изгиб стального стержня
Стальные стержни широко используются в строительной отрасли для армирования. Они также используются в самолетах. Во избежание разрушения конструкции очень важно знать механические свойства используемых стержней.
Рассмотрим стальной стержень диаметром d. Прочность на изгиб можно определить по следующей формуле:
Предположим, что круглый стальной стержень диаметром d имеет допустимое значение силы P. Тогда формула прочности на изгиб для стального стержня будет такой же, как и для стального стержня.
Прочность стального стержня на изгиб обсуждается в разделах выше.
Прочность на изгиб стального швеллера
Рассмотрим стальной I-образный швеллер, как показано на рисунке ниже. Изображение: Поперечное сечение I канала
Чтобы найти момент инерции всего поперечного сечения, складываем отдельные моменты инерции частей А, В и С.
Прочность на изгиб этого канала можно записать по основной формуле. Это,
Прочность на изгиб стальной квадратной трубы
Квадратная труба - это просто полая труба квадратного сечения. Эти трубы используются в строительной промышленности и дизайне интерьера. Очень важно знать прочность на изгиб квадратной трубы перед использованием.
Модуль поперечного сечения квадратной трубы можно определить по формуле:
Следовательно, прочность на изгиб становится
Как рассчитать прочность стали на изгиб
Прочность на изгиб можно определить с помощью испытания на изгиб. Испытания на изгиб можно проводить с однократной осевой нагрузкой, трехточечной и четырехточечной нагрузкой.
Рассмотрим трехточечную установку. Данные для установки приведены ниже:
Заготовка представляет собой прямоугольный брусок шириной 10 см и высотой 10 см. Длина стержня 1 м, нагрузка при разрушении 10 кН.
Чтобы найти прочность на изгиб в трехточечном испытании на изгиб, используется следующая формула:
Подставляя все значения в приведенную выше формулу, мы имеем,
Прочность на изгиб = 15 МПа
Как рассчитать предел текучести стали
Предел текучести любого материала можно определить с помощью испытания на растяжение на универсальной испытательной машине. Станок вытягивает заготовку с концов и обеспечивает стрессовое напряжение график, из которого мы можем легко разглядеть предел прочности материала.
Рассмотрим приведенные данные-
Нагрузка при отказе - 5кН
Площадь поперечного сечения - 1мм^2
Предел текучести можно рассчитать по формуле:
Подставляя значения в приведенное выше уравнение, мы получаем,
Предел текучести = 500 МПа
Диаграмма, полученная в результате этого испытания, обычно называется диаграммой напряжения-деформации.
Диаграмма напряжения-деформации
График, показывающий зависимость между напряжением и деформацией, называется стресс диаграмма деформации.
Этот график дает такую информацию, как предел текучести, предел пропорциональности, предел прочности и предел прочности при растяжении. прочность образца. Эта диаграмма позволяет легко измерить механические свойства образца.
Привет . Я Абхишек Хамбхата, получил степень бакалавра технических наук в области машиностроения. В течение четырех лет моей инженерной деятельности я проектировал и пилотировал беспилотные летательные аппараты. Моя сильная сторона — гидромеханика и теплотехника. Мой проект четвертого года обучения был основан на повышении производительности беспилотных летательных аппаратов с использованием солнечной энергии. Хотелось бы пообщаться с единомышленниками.
Стали: допускаемые напряжения и механические свойства материалов
Допускаемые напряжения принимаем по нормам, систематизированных в виде таблиц, что удобнее для практического применения при проектировочных и проверочных прочностных расчетов.
Примечание. Условные обозначения термической обработки:
О — отжиг; Н — нормализация; У — улучшение; Ц — цементация; ТВЧ — закалка с нагревом т.в.ч.; В — закалка с охлаждением в воде; М — закалка с охлаждением в масле; НВ — твердость по Бринеллю. Число после М, В, Н или ТВЧ — среднее значение твердости по HRC.
*) Римскими цифрами обозначен вид нагрузки (см. таблицу 1): I — статическая; II — переменная, действующая от нуля до максимума и от максимума до нуля (пульсирующая), III — знакопеременная (симметричная).
Допускаемые напряжения для углеродистых сталей обыкновенного качества в горячекатаном состоянии
| Марка стали по ГОСТ 380 | Допускаемые напряжения, кгс/см2 | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| При растяжении [ σ р ] | При изгибе [ σ из ] | При кручении [ τ кр ] | При срезе [ τ ср ] | При смятии [ σ см ] | ||||||||||
| I | II | III | I | II | III | I | II | III | I | II | III | I | II | |
| Ст 2 | 1150 | 800 | 600 | 1400 | 1000 | 800 | 850 | 650 | 500 | 700 | 500 | 400 | 1750 | 1200 |
| Ст 3 | 1250 | 900 | 700 | 1500 | 1100 | 850 | 950 | 650 | 500 | 750 | 500 | 400 | 1900 | 1350 |
| Ст 4 | 1400 | 950 | 750 | 1700 | 1200 | 950 | 1050 | 750 | 600 | 850 | 650 | 500 | 2100 | 1450 |
| Ст 5 | 1650 | 1150 | 900 | 2000 | 1400 | 1100 | 1250 | 900 | 700 | 1000 | 650 | 550 | 2500 | 1750 |
| Ст 6 | 1950 | 1400 | 1100 | 2300 | 1700 | 1350 | 1450 | 1050 | 800 | 1150 | 850 | 650 | 2900 | 2100 |
Механические свойства и допустимые напряжения углеродистых качественных конструкционных сталей
| Марка стали ГОСТ 1050 | Термо- обработка | Предел прочности при растяжении σ в | Предел текучести σ т | Предел выносливости при | Допускаемые напряжения *, кгс/см2, при | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| растяжении σ −1р | изгибе σ −1 | кручении τ −1 | растя- жении [σ р] | изгибе [σ из] | кручении [τ кр] | срезе [τ ср] | смятии [σ см] | |||||||||||||
| кгс/мм 2 | I | II | III | I | II | III | I | II | III | I | II | III | I | II | ||||||
| 8 | Н | 33 | 20 | 12 | 15 | 9 | 1100 | 800 | 600 | 1300 | 950 | 750 | 800 | 600 | 450 | 600 | 450 | 350 | 1650 | 1200 |
| 10 | Н | 34 | 21 | 12,5 | 15,5 | 9,5 | 1100 | 800 | 600 | 1450 | 1000 | 750 | 800 | 600 | 450 | 650 | 450 | 350 | 1650 | 1200 |
| Ц-В59 | 40 | 25 | 14,5 | 18 | 11 | 1300 | 900 | 700 | 1550 | 1150 | 900 | 1000 | 650 | 550 | 700 | 500 | 400 | 1950 | 1350 | |
| 15 | Н | 38 | 23 | 13,5 | 17 | 10 | 1250 | 850 | 650 | 1500 | 1100 | 850 | 950 | 650 | 500 | 750 | 500 | 400 | 1850 | 1250 |
| Ц-В59 | 45 | 25 | 16 | 20 | 12 | 1450 | 500 | 800 | 1750 | 1250 | 1000 | 1100 | 800 | 600 | 850 | 600 | 450 | 2100 | 750 | |
| 20 | Н | 42 | 25 | 15 | 19 | 11,5 | 1400 | 1150 | 950 | 1700 | 1200 | 950 | 1050 | 700 | 550 | 850 | 600 | 450 | 2100 | 1750 |
| Ц-В59 | 50 | 30 | 18 | 22,5 | 13,5 | 1650 | 1150 | 900 | 2000 | 1400 | 1100 | 1250 | 750 | 550 | 1000 | 600 | 450 | 2400 | 1750 | |
| 25 | Н | 46 | 28 | 17 | 21 | 12,5 | 1500 | 1100 | 850 | 1800 | 1300 | 1050 | 1100 | 800 | 600 | 900 | 650 | 500 | 2200 | 1650 |
| Ц-В58 | 55 | 35 | 20 | 25 | 15 | 1800 | 1300 | 1000 | 2100 | 1600 | 1250 | 1350 | 950 | 750 | 1100 | 800 | 600 | 2700 | 1950 | |
| 30 | Н | 50 | 30 | 18 | 22,5 | 13,5 | 1650 | 1150 | 900 | 2000 | 1400 | 1100 | 1250 | 900 | 700 | 1000 | 650 | 550 | 2400 | 1750 |
| У | 60 | 35 | 21,5 | 27 | 16 | 2000 | 1400 | 1050 | 2400 | 1750 | 1350 | 1500 | 1050 | 800 | 1200 | 850 | 650 | 3000 | 2100 | |
| 35 | Н | 54 | 32 | 19 | 24 | 14,5 | 1800 | 1250 | 950 | 2100 | 1550 | 1200 | 1350 | 900 | 700 | 1100 | 750 | 550 | 2700 | 1900 |
| У | 65 | 38 | 23 | 29 | 17,5 | 2100 | 1500 | 1150 | 2600 | 1850 | 1450 | 1600 | 1100 | 850 | 1300 | 900 | 700 | 5200 | 2200 | |
| В35 | 100 | 65 | 36 | 45 | 27 | 3300 | 2300 | 1800 | 4000 | 2900 | 2200 | 2500 | 1650 | 1350 | 2000 | 1400 | 1100 | 5000 | 3500 | |
| 40 | Н | 58 | 34 | 21 | 26 | 15,5 | 1900 | 1300 | 1050 | 2300 | 1650 | 1300 | 1400 | 1000 | 750 | 1150 | 800 | 600 | 2800 | 2000 |
| У | 70 | 40 | 25 | 31,5 | 19 | 2300 | 1600 | 1250 | 2700 | 2000 | 1550 | 1700 | 1200 | 950 | 1400 | 1000 | 800 | 3400 | 2400 | |
| В35 | 100 | 65 | 36 | 45 | 27 | 3400 | 2300 | 1800 | 4000 | 2900 | 2200 | 2500 | 1750 | 1350 | 2000 | 1400 | 1100 | 5000 | 3500 | |
| 45 | Н | 61 | 36 | 22 | 27,5 | 16,5 | 2000 | 1400 | 1100 | 2400 | 1750 | 1350 | 1500 | 1050 | 800 | 1250 | 850 | 650 | 3000 | 2100 |
| У | 75 | 45 | 27 | 34 | 20,5 | 2400 | 1700 | 1350 | 2900 | 2150 | 1700 | 1850 | 1300 | 1000 | 1450 | 1050 | 800 | 3600 | 2600 | |
| М35 | 90 | 65 | 32,5 | 40,5 | 24,5 | 3000 | 2100 | 1600 | 3600 | 2600 | 2000 | 2300 | 1650 | 1200 | 1850 | 1250 | 950 | 4500 | 3100 | |
| В42 | 90-120 | 70 | 32,5 | 40,5 | 24,5 | 3000 | 2100 | 1600 | 3600 | 2600 | 2000 | 2300 | 1600 | 1200 | 1850 | 1250 | 950 | 4500 | 3100 | |
| В48 | 120 | 95 | 43 | 54 | 32,5 | 4000 | 2800 | 2100 | 4800 | 3400 | 2700 | 3000 | 2100 | 1600 | 2400 | 1700 | 1300 | 6000 | 4200 | |
| ТВЧ56 | 75 | 45 | 27 | 34 | 20,5 | 2400 | 1700 | 1350 | 2900 | 2100 | 1700 | 1850 | 1300 | 1000 | 1450 | 1050 | 800 | 3600 | 2600 | |
| 50 | Н | 64 | 38 | 23 | 29 | 17,5 | 2100 | 1400 | 1150 | 2500 | 1850 | 1450 | 1600 | 1100 | 850 | 1250 | 850 | 650 | 3100 | 2200 |
| У | 90 | 70 | 32,5 | 40,5 | 24,5 | 3000 | 2100 | 1600 | 3600 | 2600 | 2000 | 2300 | 1800 | 1200 | 1850 | 1250 | 950 | 4500 | 3100 | |
| 20Г | Н | 46 | 28 | 16,6 | 20,5 | 12,5 | 1500 | 1000 | 800 | 1800 | 1300 | 1000 | 1100 | 800 | 600 | 900 | 650 | 500 | 2200 | 1600 |
| В | 57 | 42 | 20,5 | 25,5 | 15 | 1950 | 1300 | 1000 | 2300 | 1650 | 1250 | 1450 | 1000 | 750 | 1150 | 800 | 600 | 2900 | 1900 | |
| 30Г | Н | 55 | 32 | 20 | 25 | 15 | 1800 | 1300 | 1000 | 2100 | 1600 | 1250 | 1350 | 950 | 750 | 1100 | 800 | 600 | 2700 | 1900 |
| В | 68 | 56 | 24,5 | 30,5 | 18 | 2300 | 1600 | 1200 | 2700 | 1950 | 1500 | 1700 | 1200 | 900 | 1400 | 1000 | 750 | 3400 | 2400 | |
| 40Г | Н | 60 | 36 | 22 | 27 | 16 | 2000 | 1400 | 1100 | 2400 | 1750 | 1350 | 1500 | 1050 | 800 | 1200 | 850 | 650 | 3000 | 2100 |
| В45 | 84 | 59 | 35 | 38 | 23 | 2800 | 1900 | 1500 | 3300 | 2400 | 1900 | 2100 | 1500 | 1150 | 1700 | 1200 | 950 | 4200 | 2900 | |
| 50Г | Н | 66 | 40 | 23,5 | 29,5 | 17,5 | 2100 | 1500 | 1150 | 2600 | 1850 | 1450 | 1600 | 1100 | 750 | 1300 | 900 | 700 | 3200 | 2200 |
| В | 82 | 56 | 30 | 37 | 22 | 2700 | 1900 | 1500 | 3300 | 2500 | 1850 | 2500 | 1550 | 1100 | 1650 | 1050 | 750 | 4100 | 2900 | |
| 65Г | Н | 75 | 44 | 27 | 34 | 20 | 2400 | 1750 | 1350 | 2900 | 2100 | 1700 | 1850 | 1300 | 1000 | 1450 | 1050 | 800 | 3600 | 2600 |
| У | 90 | 70 | 32,5 | 40,5 | 24,5 | 3000 | 2100 | 1600 | 3600 | 2600 | 2000 | 2300 | 1600 | 1200 | 1850 | 1250 | 950 | 4500 | 3100 | |
| М45 | 150 | 125 | 53 | 67 | 40 | 5000 | 3500 | 2600 | 6000 | 4300 | 3300 | 3800 | 2600 | 2000 | 3000 | 2100 | 1600 | 7600 | 5200 | |
Примечание:
Марки стали 20Г; 30Г; 40Г; 50Г; 65Г — старые марки стали, действующие до 1988 г. Буква Г в них обозначала содержание марганца около 1 %.
Работа стали на растяжение и сжатие. Упругая и пластичная работа стали.
Под работой стали на сжатие понимают работу на сжатие коротких элементов, которые не могут потерять устойчивость, т. е. получить изгиб на длине.
Напряжение в сжатом элементе определяют так же, как и в растянутом
В зависимости от нагрузок сжатия или растяжения стали ведут себя по-разному. Это очень важно учитывать при разработке сварных конструкций. При растяжении образца силой образуется удлинение его. Увеличивая силу и замеряя удлинение, можно построить диаграмму работы стали на растяжение и сжатие в осях координат. Между напряжением и удлинением на первоначальном этапе испытания, т. е. в зоне пропорциональности, когда остаточное удлинение отсутствует, а после снятия нагрузки образец занимает прежнюю длину, имеется зависимость, называемая законом Гука.
Свойства стали при сжатии. Знание характера работы стали при сжатии позволяет грамотно решить вопросы надежности сварных конструкций с учетом коэффициента запаса прочности, который в принципе правильнее назвать коэффициентом незнания. Многие факторы влияют на работоспособность, прочность сварных конструкций, которые либо мало изучены, либо вообще невозможно определить, например, величину внутренних напряжений после сварки, или влияние отрицательных температур на сварку и качество. Под работой стали на сжатие понимают работу на сжатие коротких элементов, которые не могут потерять устойчивость, т. е. получить изгиб на длине.
Вначале сталь при сжатии ведет себя так же, как при растяжении тот же модуль упругости, совпадение пределов пропорциональности, упругости и текучести. В дальнейшем происходит раздвоение диаграмм: временное сопротивление сжатию получить у мягких малоуглеродистых сталей не удается, материал сплющивается, воспринимая все большую нагрузку. В последующем у мягких сталей появляются трещины по периметру образца, высокоуглеродистые хрупкие стали разрушаются по наклонным плоскостям. Ввиду того, что в упругой и упруго-пластической стадиях сталь ведет себя одинаково, соответствующие расчетные характеристики ее принимаются также одинаковыми. Повышенная несущая способность при сжатии в области самоупрочнения используется при работе стали на смятие (сжатие коротких элементов, которые не могут потерять устойчивость). Но в этом случае расчетное сопротивление принимается более высоким, чем при растяжении и сжатии.
При пластических деформациях малоуглеродистых сталей на растянутых образцах заметно появление характерных линий, называемых линиями текучести (линиями Чернова-Людерса), направленных под углом 45° к линии действия растягивающих сил. Эти линии, заметные на глаз, представляют собой след пластических смещений слоев металла; направление их в основном совпадает с направлением наибольших касательных напряжений. Пластические смещения представляются как следствие массового накопления пластической деформации кристаллов феррита.При нагружении образца выше предела текучести, когда прорабатывается вся площадка текучести (т. е, преодолевается сдерживающее влияние всей перлитной прослойки), материал приобретает способность к дальнейшему сопротивлению, и диаграмма растяжения становится криволинейной, отражая равномерное развитие пластических деформаций во всей массе металла вплоть до момента разрушения. В изломе можно наблюдать мелкозернистую кристаллическую структуру.
Читайте также: