Ядерные реакторы
РБМК 1000
Математика
Курсовые
Альтернативная энергетика
ВВЭР
Информатика
Черчение

Теплоэнергетика

Реактор БН
Сопромат
Электротехника
Ядерная физика
Ядерное оружие
Графика
Карта

Курсовые и лабораторные по по сопромату

Влияние на выносливость детали концентраторов напряжений. Влияние взаимного расположения нескольких концентраторов. Эффективный коэффициент концентрации напряжений и от каких факторов зависит его величина. Конструктивные меры с целью повышения долговечности деталей с концентраторами напряжений. Влияние размеров детали на ее усталостную прочность. Масштабный коэффициент. Влияние состояния поверхности детали на ее усталостную прочность. Причина этого влияния.

Диаграмма растяжения

В процессе испытания ведется наблюдение за поведением образца, за диаграммой на мониторе компьютера, и за показаниями стрелки силоизмерителя машины.

Типичный вид диаграммы растяжения малоуглеродистой стали - зависимость между растягивающей силой F, действующей на образец, и вызываемой ею деформацией образца Δl изображен на рис. 1.7.

Рис.1.7.

  Диаграмма растяжения образца из малоуглеродистой стали - Ст3.

(F - растягивающая сила, Δl = l конечная длина – l начальная - абсолютное удлинение образца).

Вибрации и колебания в машинах и механизмах, виброактивность и виброзащита. Понятие о неуравновешенности звена и механизма, статической и динамической уравновешенности механической системы. Статическое уравновешивание рычажных механизмов. Метод замещающих масс. Полное и частичное статическое уравновешивание  механизма. Ротор и виды его неуравновешенности: статическая, моментная и динамическая. Балансировка роторов при проектировании. Балансировочные станки.

Рассмотрим характерные участки и точки этой диаграммы, а также соответствующие им стадии деформирования образца.

От начала нагружения до определенного значения растягивающей силы F пц (точка А) имеет место прямая пропорциональная зависимость между силой F и удлинением Δl (участок ОА): F пц = k Δl .

Эта пропорциональность впервые была замечена в 1670 г. Робертом Гуком и получила в дальнейшем название Закона Гука. Величина силы F пц , до которой остается справедливым закон Гука, зависит от размеров образца и физических свойств материала.

Напряжение, вызванное этой силой, называется пределом пропорциональности и вычисляется по формуле:

σ пц = F пц  /A ,

 где А - площадь поперечного сечения образца.

Таким образом, пределом пропорциональности называется напряжение, после которого нарушается закон Гука.

Известно, что деформация называется упругой, если она полностью исчезает после разгрузки. Допустим, что, постепенно повышая нагрузку F, будем при каждом ее значении производить полную разгрузку образца.

 Пока сила F не достигнет определенной величины F y (точка B), вызванные нею деформации будут полностью исчезать при разгрузке. Процесс разгружения при этом будет изображаться той же линией, что и линия нагружения.

Участок диаграммы ОВ соответствует упругой стадии растяжения образца и называется участком упругости. 

Наибольшее напряжение, до которого остаточная деформация при разгрузке не обнаруживается, называется пределом упругости. Это напряжение вызывается силой F y и определяется по формуле : 

σ у = F y /A .

Предел упругости является характеристикой, не связанной с законом Гука. Точка В может располагаться как выше, так и ниже точки А. Эти точки, а следовательно, и значения напряжений σ пц и σ у близки друг другу и обычно различием между ними пренебрегают.

В случае, если растягивающее усилие выше F y (точка B′) , при разгрузке образца деформации полностью не исчезают и на диаграмме линия разгрузки будет представлять собой прямую B′О′, уже не совпадающую с линией нагружения, а параллельную ей. В этом случае деформация образца состоит из упругой Δl упр и пластической  (остаточной) Δl ост деформации.

Выше точки В при дальнейшем растяжении образца кривая растяжения становится криволинейной и плавно поднимается до точки С, где наблюдается переход к горизонтальному участку, называемому участком текучести. На этой стадии растяжения удлинение образца растет при постоянном значении растягивающей силы F т. Такой процесс деформации называется текучестью материала и сопровождается остаточным (пластическим) удлинением, не исчезающим после разгрузки. 

Пределом текучести σ т называется наименьшее напряжение, при котором деформация образца происходит при постоянном растягивающем усилии F т , и вычисляемое по формуле:

σ т = F т /A

Начало пластической деформации соответствует наступлению некоторого критического состояния металла, которое может быть обнаружено не только по остаточным деформациям, но и по ряду других признаков. При пластической деформации повышается температура образца, у стали изменяются электропроводность и магнитные свойства. В процессе текучести на отшлифованной поверхности образца можно наблюдать появление линий (полос скольжения), наклоненных примерно под углом 450 к оси образца (рис.1.8, а). Эти линии являются следами взаимных сдвигов кристаллов, вызванных касательными напряжениями.

Рис.1.8

Линии сдвига называются линиями Чернова по имени знаменитого русского металлурга Д. К. Чернова (1839 – 1921), впервые обнаружившего их.

Удлинившись на некоторую величину при постоянном значении силы, т.е. претерпев состояние текучести, материал снова приобретает способность сопротивляться растяжению (упрочняться). Этот участок диаграммы С Д называется участком упрочнения (рис.1.7) .

В точке D усилие достигает максимального значения F проч . Наличие участка упрочнения (от конца площадки текучести до наивысшей точки диаграммы растяжения) объясняется микроструктурными изменениями материала: когда нагрузка на образец возрастает, микроскопические дефекты (линейные и точечные) группируются так, что развитие сдвигов кристаллов, вызванных касательными напряжениями, затрудняется, а потому сопротивление материала сдвигу начинает возрастать и приближаться к его сопротивлению отрыву.

Если процесс растяжения остановить в пределах участка С Д, например, в точке А", и начать разгружать образец, то деформация его будет исчезать пропорционально снимаемой нагрузке, т. е. по прямой А"О"", параллельной прямой АО. При повторной нагрузке этого образца линия нагрузки совпадет с прямой А"О"", т.е. увеличится участок пропорциональности. При дальнейшем увеличении растягивающей силы кривая диаграммы совпадет с кривой A" CK. Часть диаграммы, расположенная левее линии А"О"", окажется отсеченной. т.е. начало координат переместится в точку О"" (Рис.1.7, Рис.1.8.а).

Остаточное удлинение после разрыва будет меньше, чем в образце, не подвергавшемся предварительной пластической деформации.

Таким образом, предварительная вытяжка образца за предел текучести изменяет некоторые механические свойства стали - повышает ее предел пропорциональности, т.е. делает ее более упругой, и уменьшает остаточное удлинение, т.е. делает ее более хрупкой (Рис.1.8.а).

Рис.1.8.а. Диаграммы растяжения:

слева -  полная для предварительно незагруженного образца,

справа-укороченная для предварительно загруженного до точки. К образца

Изменение свойств материала в результате деформации за пределом текучести называется наклепом. После операции наклепа модуль упругости Е возрастает на 20-30 %.

При достижении усилия F проч (точка D) на образце появляется местное сужение, так называемая шейка (Рис. 1.8, б). Под действием силы далее быстро уменьшается площадь ее сечения, что вызывает падение нагрузки, и в момент, соответствующий точке K диаграммы и силе Fк, происходит разрыв образца по наименьшему сечению образца - в шейке.

До точки D диаграммы, соответствующей F проч., каждая единица длины образца удлинилась примерно одинаково; точно так же во всех сечениях одинаково уменьшались поперечные размеры образца.

С момента образования шейки вся деформация образца локализуется на малой длине ( l ш ≈ 2d0 ) в области шейки, а остальная часть образца практически не деформируется: 

Рис 1.8,б

Перемещения поперечных сечений брусьев

в статически определимых задачах

 Задача 1.2.1. Определить перемещение нижнего конца стержня, изображенного на рис. 1.1.1, а. Задачу решить без учета собственного веса материала бруса. Принять  a = 0,5 м; А = 10 см2; сосредоточенная сила F = 10 кН.

 Решение. Для рассматриваемого случая эпюра нормальных сил представлена на рис. 1.1.1, е. Для стержня со ступенчатым изменением площади и нормальных сил перемещения поперечных сечений вычисляются по формуле (1.7). Рассматривая рис. 1.1.1, а и рис. 1.1.1, е, запишем формулу (1.7) для определения перемещения нижнего конца стержня в виде:

 Знак «минус» в ответе показывает, что общая длина стержня уменьшится, т.е. нижний конец стержня переместится вверх вдоль его оси на величину мм.

 Задача 1.2.2. Определить перемещение нижнего конца стержня, изображенного на рис. 1.2.1, а. Принять объемный вес материала стержня = 76440 Н/м3.

 Решение. Для рассматриваемого случая эпюра нормальных сил представлена на рис.1.2.1, б. Порядок построения эпюры нормальных сил рассмотрен в примере 1.1.2 (см. рис. 1.1.2).

 Эпюра нормальных сил построена с учетом сосредоточенных внешних сил и с учетом собственного веса материала бруса. Выделим на эпюре нормальных сил (рис. 1.2.1, б) ее постоянные нормальные составляющие и треугольные участки эпюры, учитывающие собственный вес соответствующего участка (рис. 1.1, а и рис. 1.1, б). Разделение составляющих эпюры нормальных сил на рис. 1.2.1, б произведено пунктирными линиями.

 Теперь перемещение поперечного сечения от постоянной составляющей эпюры нормальных сил будет определяться по формуле (1.4), а перемещение от действия собственного веса – по формуле (1.5).

 Для рассматриваемого случая формула для определения перемещения нижнего конца стержня будет иметь вид


Знак «+» показывает, что общая длина стержня увеличится, т.е. нижний конец стержня переместится вниз вдоль его оси на величину м (рис. 1.2.1, а).

 Определим перемещение сечения а – а (рис. 1.2.1, а). Для этого мысленно разрежем эпюру нормальных сил в соответствующем сечении а – а и отбросим нижнюю часть эпюры. На основании оставшейся части эпюры нормальных сил (рис. 1.2.1, в) определяем перемещение сечения а – а, используя формулы (1.4) и (1.5):

 Полученный ответ показывает, что поперечное сечение а – а переместится вниз вдоль оси стержня.

Отличие предела выносливости детали от предела выносливости материала. Формула для определения предела выносливости детали. Влияние на предел выносливости коэффициента асимметрии цикла. Изображение циклов в координатах ( , ). Построение диаграммы предельных циклов по данным эксперимента и какой вид она имеет. Как провести границу предельных циклов по пластическим деформациям. Условие, определяющее эту границу. Вид приближенной диаграммы предельных циклов. По каким данным она строится. Как определить координаты расчетного цикла для детали.

Инженерная графика

 

Начертательная геометрия
Теория цепей
Сопромат
Лабораторные работы
Электротехника
Математика