MYsopromat.ru: Механические характеристики материалов

Под механическими характеристиками подразумеваются значения напряжений и деформаций, соответствующие определенным точкам на диаграмме условных напряжений.

Пределом пропорциональности σ_пц называется наибольшее напряжение, до которого деформации прямо пропорциональны напряжениям.

Пределом упругости σ_у называется напряжение, до которого материал не получает остаточных деформаций.

Пределом текучести σ_т называется напряжение, при котором деформации растут без заметного увеличения нагрузки.

Пределом прочности, или временным сопротивлением σ_в называется максимальное напряжение (подсчитанное по первоначальной площади сечения образца), выдерживаемое материалом при растяжении. Его величина определяется ординатой точки C условной диаграммы (см. Рис. 4.6).

При экспериментальном определении величин пределов пропорциональности и упругости вносится определенный элемент условности. Объясняется это тем, что начало отклонения от линейной зависимости, как и начало образования остаточных деформаций, будет отмечено тем раньше, чем выше точность измерения деформаций.

Поэтому под пределом пропорциональности σ_пц понимается напряжение, при котором отступление от линейной зависимости достигает определенной величины, устанавливаемой техническими условиями.

Пределом упругости считается напряжение, при котором остаточные деформации достигают заранее установленной величины в пределах 0.001-0.005%. Условный предел упругости при остаточной деформации 0.005% обозначается σ_0,005.

Для материалов, не имеющих площадки текучести, в качестве предела текучести условно принимается напряжение, при котором остаточные деформации составляют 0.2 или 0.3% от первоначальной длины образца. Условный или, иначе, технический предел текучести в соответствии с допуском на остаточную деформацию обозначается σ_0,2 или σ_0,3.

В теоретических исследованиях индексы 0.2 и 0.3 обычно опускаются и условный предел текучести обозначается символом σ_т. Предел текучести является одной из основных характеристик материала. Пластические свойства материала, то есть способность к образованию остаточных деформаций, характеризуются величиной остаточного удлинения образца при разрыве

а также относительным уменьшением площади сечения образца в шейке

где l₁, F₁ — длина рабочей части образца и площадь наименьшего сечения шейки разорванного образца, соответственно; l_o, F_o — их величины до нагружения.

Основные механические характеристики применяемых в технике материалов приводятся в справочной литературе.

  Механические характеристики материалов  

Версия для печати

1.2. Классификация механических характеристик.

Зависимость между скоростью вращения
и моментом сопротивления механизма
называется механической характеристикой
механизма.

Для рассмотрения свойств механических
характеристик можно воспользоваться
упрощенной формулой, справедливой для
большинства механизмов:

Исходя из этой формулы можно выделить
четыре типа механических характеристик:

1) не зависящая от скорости механическая
характеристика

,

2) линейно возрастающая механическая
характеристика

,

3) нелинейно возрастающая характеристика
(параболическая)

— вентиляторная характеристика,

4) нелинейно спадающая характеристика

,

— обратно пропорционален скорости.

Рис. 1-4. Основные типы механических
характеристик.

Механической характеристикой
электродвигателя называется зависимость
его скорости от вращающего момента, т.
е.
.

П
очти
все электродвигатели обладают тем
свойством, что скорость их является
убывающей функцией момента двигателя.
Это относится почти ко всем обычным
электродвигателям, применяемым в
промышленности. Однако степень изменения
скорости с изменением момента у разных
двигателей различна и характеризуется
так называемой жесткостью их
механических характеристик.

Механические характеристики
электродвигателей можно разделить на
три основные категории:

1. Абсолютно жесткая механическая
характеристика, при которой скорость
с изменением момента остается неизменной.
Такой характеристикой обладают синхронные
двигатели (прямая 1 на рис. 1-5).

2

Рис. 1-5. Механические характеристики
двигателей.

. Жесткая механическая характеристика,
при которой скорость с изменением
момента хотя и уменьшается, но в малой
степени. Жесткой механической
характеристикой обладают двигатели
постоянного тока независимого возбуждения,
а также асинхронные двигатели в пределах
рабочей части механической характеристики
(кривая 2 на рис. 1-5). Для асинхронного
двигателя степень жесткости в различных
точках механической характеристики
различна (рис. 1-6). Между наибольшими
(критическими) значениями моментов в
двигательном

и генераторном

режимах характеристика асинхронного
двигателя оказывается сравнительно
жесткой.

3

Рис. 1-6. Механическая характеристика
асинхронного двигателя.

. Мягкая механическая характеристика
отличается значительным изменением
скорости с изменением момента. Такой
характеристикой обладают двигатели
последовательного возбуждения, особенно
в зоне малых моментов (кривая 3 на
рис. 1-5). Для этих двигателей степень
жёсткости не остаётся постоянной для
всех точек характеристики. Двигатели
смешанного возбуждения могут быть
отнесены ко второй или третьей группе
в зависимости от степени жёсткости
механической характеристики.

Рис. 1-7. Схема включения двигателя
постоянного тока

независимого возбуждения.

В установившемся режиме работы двигателя
приложенное напряжение U
определяется последующему выражению:

(1.1)

где I_я — ток
якорной цепи,

— суммарное сопротивление якорной
цепи,

.

Мгновенное значение ЭДС:

,
отсюда

,
(1.2)

где С — конструктивный коэффициент,

N — число активных
проводников обмотки якоря,

а — число пар параллельных ветвей
обмотки якоря.

Подставив 1.2 в 1.1 получим:

(1.3)

Выражение 1.3 (зависимость угловой
скорости вращения от тока в якоре)
принято называть скоростной
характеристикой двигателя.

Для получения уравнения механической
характеристики необходимо найти
зависимость скорости вращения от момента
двигателя.

Момент, развиваемый двигателем, связан
с током якоря и магнитным потоком
следующей зависимостью:

(1.4)

отсюда

(1.5)

Подставив формулу 1.5 в 1.3, получим:

(1.6)

Выражение 1.6 — механическая характеристика
двигателя.

Н
а
рис. 1-8 представлены механические
характеристики двигателя независимого
возбуждения для различных сопротивлений
в якорной цепи. При М = 0 все
характеристики проходят через одну
точку, расположенную на оси ординат.
Скорость в этой точке называется
скоростью идеального холостого хода
(обозначается

)
и определяется по формуле:

(1.7)

В

Рис. 1-8. Механические
характеристики двигателей независимого
возбуждения

ерхняя характеристика из всех,
изображённых на рис. 1-8 принято называть
естественной.

Естественной характеристикой
называется такая характеристика
двигателя, которая получается при
отсутствии внешних сопротивлений в
якорной цепи и номинальных значениях
напряжения и магнитного потока.

Если в цепь якоря двигателя включено
дополнительное сопротивление (реостат),
то механические характеристики,
получаемые при этом, называются
искусственными или реостатными.

Реостатные характеристики имеют
значительно больший наклон к оси
моментов, чем у естественной характеристики,
т.е. обладают меньшей жёсткостью. Чем
больше введённое в цепь якоря сопротивление,
тем круче идёт характеристика, тем
меньше её жёсткость.

Механические свойства — Последние исследования и новости

• Атом
• RSS-канал

Механические свойства — это физические свойства, которые материал проявляет при приложении сил. Примерами механических свойств являются модуль упругости, предел прочности при растяжении, относительное удлинение, твердость и предел усталости.

Последние исследования и обзоры

• Исследовать

  02 мая 2023 г.

  |
  Открытый доступ

  • org/Person»> Цзянь Чжан
  •  и Чжипин Сюй

  Научные данные 10, 249

• Исследовать

  02 мая 2023 г.

  |
  Открытый доступ

  Отсутствуют направляющие параметры для проектирования металлических материалов, таких как высокоэнтропийные сплавы с синергией прочности и пластичности. Здесь авторы предлагают такой эффективный параметр κ, как отношение короткодействующих взаимодействий между плоскостями закрытой упаковки, экспериментально проверенное на шести сплавах.

  • org/Person»> Zongrui Pei
  • , Shiteng Zhao
  •  и Michael C. Gao

  Nature Communications 14, 2519

• Исследовать

  28 апреля 2023 г.

  |
  Открытый доступ

  • Усин Ян
  • , Малайя Прасад Бехера
  • org/Person»> и Сарат Сингамнени

  Научные отчеты 13, 6953

• Исследовать

  |
  26 апреля 2023 г.

  В соответствии с новой стратегией совместимости динамические сшивающие агенты внедряются в несколько классов бинарных, тройных и несмешивающихся полимерных смесей после потребления in situ, в результате чего динамические термореактивные полимеры с компатибилизированными свойствами демонстрируют внутреннюю способность к переработке, повышенную прочность на растяжение и сопротивление ползучести.

  • Райан В. Кларк
  • , Тобиас Сандмайер
  • и Юджин И.-Х. Чен

  Природа 616, 731-739

• Исследовать

  26 апреля 2023 г.

  |
  Открытый доступ

  • Осаму Такакува
  • , Юхей Огава
  • org/Person»> и Рюноскэ Мията

  Научные отчеты 13, 6804

• Исследовать

  25 апреля 2023 г.

  |
  Открытый доступ

  • Хунъян Дуань
  • , Мэнцзе Цао
  • и Ян Лю

  Научные отчеты 13, 6753

Все исследования и обзоры

Новости и комментарии

• Основные результаты исследований

  |
  22 февраля 2023 г.

  В статье Nature Communications сообщается о не содержащем растворителей электронном материале, мягком, как биологическая ткань, такая как мозг.

  • Ариан Варданян

  Материалы Nature Reviews 8, 146

• Новости и просмотры

  |
  16 февраля 2023 г.

  В последнее время механическая сила стала новым инструментом для химиков, позволяющим создавать цвета, запускать реакции и разрабатывать передовые методы изготовления, которые невозможно использовать с помощью других методов. Многократное окрашивание под действием силы в настоящее время разработано как метод печати в мягкой литографии, позволяющий окрашивать полимерные материалы без чернил.

  • Сяоцунь Лу

  Химия природы 15, 303-305

• Новости и просмотры

  |
  19 декабря 2022 г.

  Добавление скандия в сплавы Al–Cu–Mg–Ag приводит к фазовому превращению in situ когерентных нанопреципитатов, богатых медью, при повышенной температуре, при этом атомы Sc диффундируют и занимают междоузлия. Преобразованные нанопреципитаты обладают повышенной термической стабильностью при сохранении большой объемной доли, и эти две особенности микроструктуры обеспечивают высокую прочность на растяжение алюминиевого сплава с сопротивлением ползучести до 400 °С.

  • Амит Шьям
  • и Сумит Бахл

  Природные материалы 22, 425-426

• Основные результаты исследований

  |
  29 сентября 2022 г.

  В статье Advanced Materials представлены полимерные доноры с прокладками, образующими водородные связи, которые позволяют органическим солнечным элементам растягиваться по своей природе с высокой эффективностью преобразования энергии и хорошей растяжимостью.

  • Джулия Паччиони

  Материалы Nature Reviews 7, 846

Все новости и комментарии

13 Механические свойства материалов — вы должны знать

Главная » Машиностроение » Список механических свойств, которые должен знать каждый механик механические свойства материалов определяют поведение материалов под действием внешних сил, называемых нагрузками.

Существуют меры прочности и долговечности материала в эксплуатации, которые имеют большое значение при проектировании инструментов, машин и конструкций.

Механические свойства металлов определяются диапазоном полезности металла и устанавливают ожидаемую службу.

Механические свойства также полезны для определения и идентификации металлов. И наиболее распространенными рассматриваемыми свойствами являются прочность, твердость, пластичность, хрупкость, ударная вязкость, жесткость и ударопрочность.

Перечень механических свойств материалов

Ниже приведены механические свойства материалов.

1. Прочность
2. Эластичность
3. Пластичность
4. Твердость
5. Прочность
6. Хрупкость
7. Жесткость
8. Пластичность
9. Пластичность
10. Сцепление
11. Ударная вязкость
12. Усталость
13. Ползучесть

См. также: Список 20 различных типов гаек и болтов [Пояснение в формате PDF]

#1 Прочность

• Прочность — это механическое свойство  , которое позволяет металлу сопротивляться деформационной нагрузке.
• Прочность материала — это его способность противостоять разрушению под действием внешних нагрузок .
• Чем прочнее материалы, тем большую нагрузку они могут выдержать.

#2 Эластичность

• Согласно словарю эластичность — это способность объекта или материала принимать свою нормальную форму после растяжения или сжатия.
• Когда к материалу приложена нагрузка, эта нагрузка вызывает деформацию материала.
• Эластичность материала — это его способность возвращаться в исходное положение после деформации при снятии напряжения или нагрузки.
• Термообработанные пружины, резина и т. д. являются хорошими примерами эластичных материалов.

#3 Пластичность

• Пластичность материала — это его способность подвергаться некоторой остаточной деформации без разрыва (хрупкости).
• Пластическая деформация произойдет только после превышения диапазона упругости.
• Свидетельства пластического действия конструкционных материалов называются текучестью, пластическим течением и ползучестью.
• Такие материалы, как глина, свинец и т. д., при комнатной температуре становятся пластичными, а при ярком красном калении — стальными.

#4 Твердость

• Сопротивление материала силовому проникновению или изгибу соответствует твердости .
• Твердость — это способность материала сопротивляться царапанию, истиранию, порезу или проникновению.
• Твердость указывает на степень твердости материала, которая может быть придана, в частности стали, в процессе закалки.
• Определяет глубину и распределение твердости, введенной в процессе закалки.

#5 Прочность

• Это свойство материала, которое позволяет ему выдерживать удары или удары.
• Прочность — состояние, противоположное хрупкости.
• Прочность можно рассматривать как сочетание прочности и пластичности.
• Марганцевая сталь, кованое железо, мягкая сталь и т. д. являются примерами прочных материалов.

#6 Хрупкость

• Хрупкость свойства материала , что позволяет ему выдерживать остаточные деформации.
• Чугун, стекло являются примерами хрупких материалов.
• Они скорее сломаются, чем согнутся при ударе или ударе.
• Обычно хрупкие металлы имеют высокую прочность на сжатие, но низкую прочность на растяжение.

#7 Жесткость

• Это механическое свойство.
• Жесткость — это сопротивление материала упругой деформации или отклонению.
• В жесткости материал , который подвергается легкой деформации под нагрузкой, имеет высокую степень жесткости.
• Жесткость конструкции важна во многих инженерных приложениях, поэтому модуль упругости часто является одним из основных свойств при выборе материала.

#8 Пластичность

• Пластичность — это свойство материала , которое позволяет вытягивать его в тонкую проволоку.
• Мягкая сталь, медь, алюминий — хорошие примеры пластичного материала.

#9 Пластичность

• Пластичность — это свойство материала , которое позволяет его штамповать или раскатывать в листы других размеров и форм. .
• Алюминий, медь, олово, свинец и т. д. являются примерами ковких металлов.

#10 Сцепление

• Это механическое свойство.
• Сцепление — это свойство твердого тела , благодаря которому оно сопротивляется разрушению на фрагменты.

#11 Ударная вязкость

• Ударная вязкость — это способность металла сопротивляться внезапно приложенным нагрузкам.

#12 Усталость

• Усталость представляет собой длительный эффект повторяющихся деформационных воздействий, который вызывает деформацию или разрыв материала.
• Термин «усталость» используется для описания усталости материала при многократном приложении сил.

#13 Ползучесть

• Ползучесть представляет собой медленную и прогрессирующую деформацию материала во времени при постоянной силе.
• Простейший вид деформации ползучести – вязкое течение.
• Некоторые металлы обычно демонстрируют ползучесть при высокой температуре, в то время как пластик, резина и подобные аморфные материалы очень чувствительны к температуре ползучести.
• Сила для заданной скорости деформации при постоянной температуре называется сопротивлением ползучести.

Заключение

Итак, теперь мы надеемся, что развеяли все ваши сомнения относительно свойств металлов. Если у вас все еще есть какие-либо сомнения по поводу « механических свойств материалов », вы можете связаться с нами или задать вопрос в комментариях.