что такое удельная прочность стали

Удельная прочность

Уде́льная про́чность — предел прочности материала, отнесённый к его плотности. Показывает, насколько прочной будет конструкция при заданной массе.

Особенно важна для авиастроения, ракетостроения, космических аппаратов.

Примечания

40px Wiki letter w.svg

Полезное

Смотреть что такое «Удельная прочность» в других словарях:

удельная прочность — — [Англо русский геммологический словарь. Красноярск, КрасБерри. 2007.] Тематики геммология и ювелирное производство EN specific tenacity … Справочник технического переводчика

Удельная прочность при растяжении — 171) удельная прочность при растяжении предел прочности при растяжении, выраженный в паскалях (что соответствует [Н/м2]), деленный на удельный вес в [Н/м3], измеренные при температуре (296 +/ 2) К (что соответствует (23 +/ 2) C) и относительной… … Официальная терминология

УДЕЛЬНАЯ ПРОЧНОСТЬ НА РАСТЯЖЕНИЕ — критическая прочность на разрыв, выраженная в паскалях или в Н/кв.м, деленная на удельный вес в Н/куб.м, измеренные при температуре (296 плюс минус 2) К [(23 плюс минус 2)о С] и относительной влажности (50 плюс минус 5) % … Словарь понятий и терминов, сформулированных в нормативных документах российского законодательства

Прочность авиационных конструкций — свойство конструкций летательного аппарата сохранять целостность (не разрушаться) во всех допускаемых условиях эксплуатации в течение заданного ресурса, обеспечивая необходимый уровень безопасности при удовлетворении требований надёжности и… … Энциклопедия техники

удельная диэлектрическая прочность — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN unit dielectric strength … Справочник технического переводчика

удельная электрическая прочность диэлектрика — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN specific dielectric strength … Справочник технического переводчика

Прочность удельная — – равна отношению показателя прочности Rк относительной плотности. (МПа). Rу=R/d [Микульский В.Г. и др. Строительные материалы (Материаловедение, Строительные материалы): Учеб. издание. – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2004 … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

прочность — авиационных конструкций — свойство конструкций летательного аппарата сохранять целостность (не разрушаться) во всех допускаемых условиях эксплуатации в течение заданного ресурса, обеспечивая необходимый уровень безопасности при… … Энциклопедия «Авиация»

прочность — авиационных конструкций — свойство конструкций летательного аппарата сохранять целостность (не разрушаться) во всех допускаемых условиях эксплуатации в течение заданного ресурса, обеспечивая необходимый уровень безопасности при… … Энциклопедия «Авиация»

удельная диэлектрическая прочность — savitasis dielektrinis atsparumas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. specific dielectric strength vok. spezifische Durchschlagsfestigkeit, f rus. удельная диэлектрическая прочность, f pranc. résistance diélectrique spécifique,… … Radioelektronikos terminų žodynas

Источник

Что такое удельная прочность стали

Удельная прочность

Уде́льная про́чность — предел прочности материала, отнесённый к его плотности. Показывает, насколько прочной будет конструкция при заданной массе.

Особенно важна для авиастроения, ракетостроения, космических аппаратов.

Примечания

40px Wiki letter w.svg

Смотреть что такое «Удельная прочность» в других словарях:

удельная прочность — — [Англо русский геммологический словарь. Красноярск, КрасБерри. 2007.] Тематики геммология и ювелирное производство EN specific tenacity … Справочник технического переводчика

Удельная прочность при растяжении — 171) удельная прочность при растяжении предел прочности при растяжении, выраженный в паскалях (что соответствует [Н/м2]), деленный на удельный вес в [Н/м3], измеренные при температуре (296 +/ 2) К (что соответствует (23 +/ 2) C) и относительной… … Официальная терминология

УДЕЛЬНАЯ ПРОЧНОСТЬ НА РАСТЯЖЕНИЕ — критическая прочность на разрыв, выраженная в паскалях или в Н/кв.м, деленная на удельный вес в Н/куб.м, измеренные при температуре (296 плюс минус 2) К [(23 плюс минус 2)о С] и относительной влажности (50 плюс минус 5) % … Словарь понятий и терминов, сформулированных в нормативных документах российского законодательства

Прочность авиационных конструкций — свойство конструкций летательного аппарата сохранять целостность (не разрушаться) во всех допускаемых условиях эксплуатации в течение заданного ресурса, обеспечивая необходимый уровень безопасности при удовлетворении требований надёжности и… … Энциклопедия техники

удельная диэлектрическая прочность — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN unit dielectric strength … Справочник технического переводчика

удельная электрическая прочность диэлектрика — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN specific dielectric strength … Справочник технического переводчика

Прочность удельная — – равна отношению показателя прочности Rк относительной плотности. (МПа). Rу=R/d [Микульский В.Г. и др. Строительные материалы (Материаловедение, Строительные материалы): Учеб. издание. – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2004 … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

прочность — авиационных конструкций — свойство конструкций летательного аппарата сохранять целостность (не разрушаться) во всех допускаемых условиях эксплуатации в течение заданного ресурса, обеспечивая необходимый уровень безопасности при… … Энциклопедия «Авиация»

прочность — авиационных конструкций — свойство конструкций летательного аппарата сохранять целостность (не разрушаться) во всех допускаемых условиях эксплуатации в течение заданного ресурса, обеспечивая необходимый уровень безопасности при… … Энциклопедия «Авиация»

удельная диэлектрическая прочность — savitasis dielektrinis atsparumas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. specific dielectric strength vok. spezifische Durchschlagsfestigkeit, f rus. удельная диэлектрическая прочность, f pranc. résistance diélectrique spécifique,… … Radioelektronikos terminų žodynas

Удельная прочность — Specific strength

Обратите внимание, что сила и жесткость различны. Оба важны при проектировании эффективных и безопасных конструкций.

Читайте также:  смешарики ну надо же так песня

СОДЕРЖАНИЕ

Расчет разрывной длины

L знак равно Т s / ρ грамм >>> svg

где — длина, — предел прочности на разрыв, — плотность, — это ускорение свободного падения ( м / с ) L svgТ s svgρ svgграмм > svg≈ 9,8 svg2 > svg

Примеры

Материал Прочность на разрыв
( МПа ) Плотность
( г / см 3 ) Удельная прочность
( кН · м / кг ) Разрывная длина
( км ) Источник Конкретный 2–5 2.30 5,22 0,44 Полиоксиметилен (ПОМ) 69 1,42 4,95 Резинка 15 0,92 16,3 1,66 Медь 220 8,92 24,7 2,51 Полипропилен / ПП 25–40 0,90 28–44 2,8–4,5 (Поли) акрилонитрил-бутадиен-стирол / АБС 41–45 1.05 39–43 Полиэтилентерефталат / Полиэстер / ПЭТ 80 1,3–1,4 57–62 Проволока для фортепиано / Сталь ASTM 228 1590–3340 7,8 204–428 Полимолочная кислота / полилактид / PLA 53 1,24 43 год Низкоуглеродистая сталь (AISI 1010) 365 7,87 46,4 4,73 Нержавеющая сталь (304) 505 8.00 63,1 6.4 Мартенситностареющая сталь (C350) 2358 8,08 291,74 29,7 Латунь 580 8,55 67,8 6,91 Нейлон 78 1.13 69,0 7,04 Титан 344 4,51 76 7,75 CrMo Сталь (4130) 560–670 7,85 71–85 7,27–8,70 Алюминиевый сплав (6061-Т6) 310 2,70 115 11,70 дуб 90 0,78–0,69 115–130 12–13 Инконель (X-750) 1250 8,28 151 15.4 Магниевый сплав 275 1,74 158 16.1 Алюминиевый сплав (7075-Т6) 572 2,81 204 20,8 Pine Wood (американская восточная белая) 78 0,35 223 22,7 Титановый сплав ( бета C ) 1250 4.81 260 26,5 Бейнит 2500 7,87 321 32,4 Бальза 73 0,14 521 53,2 Углеродно-эпоксидный композит 1240 1,58 785 80,0 Паучий шелк 1400 1,31 1069 109 Волокно из карбида кремния 3440 3,16 1088 110 Пряжа Miralon из углеродных нанотрубок серии C 1375 0,7–0,9 1100 112 Стекловолокно 3400 2,60 1307 133 Базальтовое волокно 4840 2,70 1790 183 Усы железа 1 мкм 14000 7,87 1800 183 Вектран 2900 1,40 2071 211 Углеродное волокно (AS4) 4300 1,75 2457 250 Кевлар 3620 1,44 2514 256 Dyneema ( СВМПЭ ) 3600 0,97 3711 378 Зилон 5800 1,54 3766 384 Углеродное волокно (Toray T1100G) 7000 1,79 3911 399 Углеродные нанотрубки (см. Примечание ниже) 62000 0,037–1,34 46268 – Н / Д 4716 – Н / Д Колоссальная карбоновая трубка 6900 0,116 59483 6066 Графен 130500 2,090 62453 6366 Фундаментальный предел 9 × 10 13 9,2 × 10 12

Данные этой таблицы взяты из лучших случаев и были установлены для получения приблизительных цифр.

Юрий и космические привязи

Фундаментальный предел удельной прочности

Условие нулевой энергии накладывает фундаментальный предел на удельную прочность любого материала. Удельная прочность не должна превышать c 2

Прочность (прочность текстиля)

Источник

Удельные показатели прочности

Udeln pokazateli prothn 0

Выгодность материалов по массе можно оценить с помощью удельных показателей, характерных для каждого типа нагружения.

Растяжение-сжатие. Масса деталей, испытывающих растяжение или сжатие, при прочих равных условиях (одинаковая длина деталей; одинаковая нагрузка)

Udeln pokazateli prothn 1

Площадь сечения обратно пропорциональна действующему напряжению:

Udeln pokazateli prothn 2

Для равнопрочных деталей запас прочности

Udeln pokazateli prothn 3

Udeln pokazateli prothn 4

Современная практика конструирования отходит от оценки прочности по разрушающему напряжению σв, так как задолго до разрушения деталь выходит из строя в результате значительных пластических деформаций.

Оказался некорректным и другой расчетный критерий — предел упругости (напряжение, при котором не возникают остаточные деформации не более заданного наперед значения и деталь после снятия нагрузки практически принимает первоначальную форму). Точные испытания показывают, что остаточные деформации, хотя и очень незначительные, появляются на первых же стадиях нагружения. По мере увеличения точности испытаний измеренные пределы упругости непрерывно уменьшаются, стремясь к нулю. Кроме того, предел упругости зависит от условий испытания, в частности, от продолжительности выдержки под нагрузкой, резко снижаясь с ее увеличением. При длительной выдержке остаточные деформации обнаруживаются при самых малых напряжениях.

Следовательно, закон Гука только приблизительно описывает поведение металла под нагрузкой и то лишь при статическом и кратковременном нагружении. Тем не менее им продолжают пользоваться в качестве привычной, удобной и для практических целей достаточно точной аппроксимации.

В этих обстоятельствах наиболее разумным представляется избрать критерием статической прочности напряжение, при котором возникают остаточные деформации достаточно малые, чтобы не нарушать работоспособность детали в средних условиях применения, и достаточно большие, чтобы допускать уверенный их замер при испытаниях рядовой точности. В качестве такого показателя чаще всего применяют условный предел текучести σ0,2, представляющий собой напряжение, вызывающее в испытуемом образце при разовом и кратковременном нагружении остаточную деформацию 0,2%. Если необходима повышенная точность, то применяют показатели σ0,02 и σ0,002 (предел текучести при остаточных деформациях соответственно 0,02 и 0,002%).

Предел текучести не пропорционален σв. Величины σ0,2 для различных материалов составляют (0,5—0,95)σв. Поэтому правильнее характеризовать удельную прочность не фактором σв/γ, а фактором σ0,2/γ ( удельный предел текучести ).

Факторы удельной прочности поддаются наглядной интерпретации. Представим себе свободно висящий брус произвольного, но постоянного сечения заделанный одним концом (рис. 90) и нагруженный только собственной массой.

Udeln pokazateli prothn 5

Опасным является сечение а—а, в котором действует полная сила тяжести (вес)

Udeln pokazateli prothn 6

где F — площадь сечения: L — длина бруса; γ — плотность материала, бруса; g — ускорение силы тяжести.

Напряжение растяжения в этом сечении σ = G/F или с учетом формулы (41)

Читайте также:  что такое солидный возраст

Udeln pokazateli prothn 7

Напряжение достигает предела прочности на разрыв (σ = σв) при определенной длине Lp бруса (разрывной длине), равной по формуле (42),

Udeln pokazateli prothn 8

Перемещение свободного конца бруса (полная вытяжка)

Udeln pokazateli prothn 9

Так как G = FLγg, L = σ/γg, то при L = Lт, и σ = σ0,2

Udeln pokazateli prothn 10

Величина fт характеризует податливость и сопротивляемость материала ударным нагрузкам.

Изгиб и кручение. Для случая изгиба и кручения критерием рациональности по массе материала является отношение σ 2/3 /γ, где σ — разрушающее напряжение для данного вида нагрузки (σв для изгиба и τв для кручения).

Ввиду того что оценка выгодности по массе является приближенной, обычно для сравнения всех видов нагружения пользуются наиболее простыми по структуре факторами, соответствующими случаю растяжения-сжатия.

Ударные нагрузки. Способность сопротивляться действию ударной нагрузки характеризуется работой U упругой деформации. При растяжении бруса постоянного сечения F и длиной L

Udeln pokazateli prothn 11

Величина U при напряжении σ, равном пределу упругости σр, характеризует способность поглощать энергию удара в пределах деформаций

Udeln pokazateli prothn 12

Разделив эту величину на G = FLγg, получаем удельный показатель

Udeln pokazateli prothn 13

Для ориентировочного сравнения предел упругости можно заменить пределом текучести σ0,2. Тогда

Udeln pokazateli prothn 14

Это выражение совпадает с выражением (44) полной вытяжки fт свободно подвешенного бруса длиной Lт, при которой напряжения в опасном сечении достигают предела текучести.

Сравнительная оценка по массе конструкционных материалов. В табл. 17 приведены значения γ, σв, σ0,2, Е основных конструкционных материалов и удельные характеристики, подсчитанные по верхним значениям σв и σ0,2.

Udeln pokazateli prothn 15

На рис. 91, а дана обобщенная диаграмма σв/γ и σ0,2/γ в функции σв (черные точки — максимальные значения σв/γ, светлые — σ0,2/γ).

Udeln pokazateli prothn 16

Для сравнения даны значения σв/γ для сверхпрочной композиции из графитных усов в алюминиевой матрице с σв = 5000 МПа (вдоль волокон), γ = 3,6·10 3 кг/м 3 и Lp = 190 км (выходит за пределы диаграммы). Показатели динамической прочности в функции σ0,2 приведены на рис. 91, б.

Следует подчеркнуть, что выбор материала зависит не только от прочностно-массовых характеристик, но и назначения и условий работы детали. При выборе материала учитывают присущие ему жесткость, твердость, вязкость, пластичность, технологические характеристики (обрабатываемость, штампуемость, свариваемость), износостойкость, коррозиестойкость, жаростойкость и жаропрочность (для деталей, работающих при повышенных температурах). Важную роль играет стоимость материала, отсутствие в нем дорогих и дефицитных компонентов.

Наибольшей универсальностью при высоких прочностно-массовых показателях обладают стали, свойства которых можно менять в широких пределах легированием, термической, химико-термической и термомеханической обработкой. Это делает стали наиболее распространенным материалом для изготовления нагруженных деталей.

Теми же свойствами гибкости и высокими прочностно-массовыми показателями обладают титановые сплавы, хотя по технологическим характеристикам (обрабатываемость) они уступают сталям.

Источник

Ударная вязкость стали и металлов: что это такое, испытание, с какой целью определяют удельное обозначение

lazy placeholder

Иногда самый прочный материал, например, чугун, становится хрупким при воздействии определенных механических внешних нагрузок, в то время как мягкий алюминий (все мы гнули алюминиевые ложки в детском саду) в ряде случаев оказывается более приспособленным, не крошится и не ломается. В статье мы расскажем, почему так происходит, а также поговорим про испытания металлов на ударную вязкость – что это такое, характеристика для стали, в каких единицах измеряется и на что влияет.

lazy placeholder

Что такое ударопрочность и как её измеряют

Представим ситуацию. По дороге с быстрой скоростью едет автомобиль. Он постоянно на протяжении всего пути испытывает вибрации и осевую нагрузку на ряд деталей, подвеску. При этом все хорошо, все узлы работают правильно. Затем водитель не справляется с управлением и попадает в яму. Запчасти выходят из строя, так как внутренние напряжения и силы, во-первых, увеличиваются, во-вторых, получаются разнонаправленными.

Прочность в данной ситуации оказалась низкой, так как она деформировалась, вышла из строя. Так как разные сплавы неодинаково переносят механические и химические влияния, то для различных целей (автомобилестроение, станкостроение, обыкновенные штамповочные детали, гвозди и пр.) необходимо применять различные металлы.

lazy placeholder

Обозначение ударной вязкости – какую способность материала характеризует: что так называют

Определимся с терминологией. это способность воспринимать и поглощать кинетическую энергию. Часто такая приложенная сила ведем к разрушениям, но по отношению к этому веществу – только к пластичным или непластичным деформациям.

Обычно испытания проводятся в лаборатории опытным путем. Заготовки одинаковых размеров в нейтральных условиях (чтобы больше не оказывалось ни температурного, ни иного влияния) подвергают нагрузкам, увеличивая их. Затем наблюдают за поведением металла. Проверяют подверженность противодействию, поэтому последней проверкой является та, от которой на опытном образце появились трещины, отломалась часть.

Второй вариант – математические вычисления. Это более точный процесс, то при этом необходимо руководствоваться многочисленными нюансами – от размеров, угла приложения силы, до воздействий извне.

В чем измеряется и как обозначается

Физическое обозначение КС. Этими буквами подписывается параметр на схемах и чертежах, а также подставляется в формулы ударной вязкости. Единица измерения ударной вязкости в системе интернациональных – кДж/м2, но чаще используется значение, выраженное в Дж/см2.

Сейчас будет уместно привести формулу, по которой производится математический расчет.

Читайте также:  что такое способность здания сохранять свои эксплуатационные свойства в течение расчетного срока

Это упрощенный алгоритм вычисления, в то время как в лабораторных условиях учитываются толщину и массу, степень термической обработки, а также экспериментируют с другими показателями.

lazy placeholder

От чего зависит ударная вязкость и испытание материалов на удельное значение: зависимость от температуры

Первый параметр, который сильно меняет результаты исследований – это температурные условия. Еще раньше было известно, что при нагреве сплавы становятся более мягкими, податливыми к деформированию, именно по этой причине при ковке используют термообработку. А вот при очень низких градусах или при большом перепаде повышается хрупкость.

В связи с этим обычно определяется оптимальный температурный режим – те максимальные и минимальные значения эксплуатации, во время которых можно достичь лучших показателей. Затем постепенно исследователи снижают градусы вплоть до минуса 80 или 100. В каждый из этапов остывания заготовки подвергают проверке.

Получается диаграмма, согласно которой можно определить хладноломкость, ломкость, прочность, температуру пластичных деформаций. Второе значение – это химический состав компонентов – наличие легирующих веществ и величина углерода. согласно этому всю сталь разделяют на марки.

Если деталь подвергалась сварочному присоединению, то велика вероятность образования мартенсита. Такая металлическая микроструктура игольчатого типа может привести к снижению прочности. И последний показатель, который исследователи меняют, – это скорость проведения деформаций. От быстроты напряжений и их последовательности также зависит результат.

lazy placeholder

Испытание материалов на ударную вязкость: что это за процедура

Не все предметы можно подвергать тестированию. Так как есть идеально выверенный до тысячной эталон килограмма, так и в лабораторию поставляются только одинаковые, созданные по ГОСТ подопытные экземпляры. Они могут быть трех типов:

Есть несколько разновидностей процедур. Ее выбор зависит от того, с какой целью определяют ударную вязкость материала. От этого будет выбрано тестирование:

lazy placeholder

Маятниковый копер

Это один из наиболее регулярных экспериментов, поэтому мы опишем его начиная с подготовительного этапа, заканчивая оценкой. Первое и важное правило – все экспериментальные бруски должны быть полностью идентичны по размерам, а также следует их изготавливать одновременно, при одинаковых условиях – как с точки зрения химического состава сплава, так и со стороны металлообработки. Результативность может быть оценена по одной из характеристик:

Отбор образцов

Вся технология изготовления заготовок для опытов прописана в соответствующем нормативном документе – ГОСТ 7565. Следует полностью ориентироваться на нормативы в нем, но иногда поступает особый технический заказ, например, когда предопределены особые условия эксплуатации детали. Тогда можно проделать процедуру по требованиям, однако, важно, чтобы температурный режим оставался в границах неизменности кристаллической решетки.

lazy placeholder

Определение: в чем измеряется ударная вязкость металла

Первые испытания с маятником были предложены Жоржем Шарпи, именно по этой причине его метод используется до сих пор и назван его именем. Его мысль заключалась в следующем: надрез увеличивает чувствительность. Проверка сопровождается охлаждением окружающих условий, а вместе с тем переходом металла от пластичного состояния в хрупкое.

Метод Шарпи

Он заключается в двух последовательных действиях:

Соответственно приведем формулу по Шарпи КС = К / F, где:

Алгоритм проведения (схема) испытания на ударную вязкость

lazy placeholder

Методы определения ударной вязкости

Важны следующие нюансы:

Определение ударной вязкости и размерности металла при пониженных температурах

Мы уже объяснили, что после проведения ряда тестов, образуется определенная диаграмма. Кривая имеет два порога – минимум, хрупкость, которая наступает из-за переохлаждения, и максимум – когда нагрев изменяет кристаллическую решетку сплава.

lazy placeholder

Другие испытания

Вместо маятника может использоваться молот. Помимо ударной прочности заготовки из стали и металла требуется проверить на растяжку и кручение, на излом. Все это дает полную комплексную картину о том или ином материале для строительства.

Таблица с показателями

Каждый раз проводить эксперименты не требуется, так как большинство из них уже произведено. Достаточно только пользоваться предложенными ГОСТами. Вот показатели различных наиболее распространенных марок:

Сталь Толщина проката Ударная вязкость, Дж/см2, не менее
KCU KCV
Ст3пс 3,0 — 5,0 49 9,8
Ст3сп 5,1 — 10,0 108 34
Ст3Гпс 10,1 — 26,0 98 29
Ст3Гсп 26,1 — 40,0 88
Для Ст3кс — не нормируется

Определение порога хладноломкости

Для этого требуется продолжить проверки по методу Шарпи и зафиксировать ту отрицательную температуру, при которой увеличивается хрупкость. Порог не является моментальным, обычно он состоит из двух температурных точек – максимальной и минимальной.

Обработка полученных результатов

После тестирования будут получены либо разрушение, либо деформация. В первом случае это требуется зафиксировать, а затем продолжить тесты, но с использованием небольших усилий. А во втором следует подвергнуть итоги математическим вычислениям по указанной выше формуле.

В статье мы рассказали, как обозначается ударная вязкость и как ее узнать. В качестве завершения темы посмотрим видео:

На сайте компании «Рокта» вы сможете узнать о других свойствах металлов, а также найти широкий перечень оборудования для ленточного пиления. Переходите в наш каталог, чтобы узнать больше.

Чтобы уточнить интересующую вас информацию, свяжитесь с нашими менеджерами по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

Источник

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Праздники по дням и их значения
Adblock
detector