Po'latning deformatsiyalanish moduli va uning elastikligi. Qurilish materiallari uchun dizayn qarshiliklari va elastiklik modullari Alyuminiyning elastiklik moduli kg sm2
![Po'latning deformatsiyalanish moduli va uning elastikligi. Qurilish materiallari uchun dizayn qarshiliklari va elastiklik modullari Alyuminiyning elastiklik moduli kg sm2](/uploads/bdbacfb739a27d8541b08e7cacc753d2.jpg)
Hisoblashda qurilish tuzilmalari ma'lum bir material uchun hisoblangan qarshilik va elastiklik modulini bilishingiz kerak. Bu erda asosiy qurilish materiallari haqida ma'lumotlar mavjud.
1-jadval. Asosiy uchun elastik modullar qurilish materiallari
Material |
Elastik modul E, MPa |
Quyma temir oq, kulrang | (1,15...1,60) 10 5 |
Egiluvchan quyma temir | 1,55 10 5 |
Karbonli po'lat | (2,0...2,1) 10 5 |
Qotishma po'lat | (2.1...2.2) 10 5 |
Prokatlangan mis | 1.1 10 5 |
Sovuq chizilgan mis | 1.3 10 3 |
Quyma mis | 0,84 10 5 |
Prokatlangan fosforli bronza | 1.15 10 5 |
Prokatlangan marganets bronza | 1.1 10 5 |
Alyuminiy quyma bronza | 1.05 10 5 |
Sovuq chizilgan guruch | (0,91...0,99) 10 5 |
Guruchli kema | 1,0 10 5 |
Prokat alyuminiy | 0,69 10 5 |
Alyuminiy sim chizilgan | 0,7 10 5 |
O'ralgan duralumin | 0,71 10 5 |
Ruxlangan sink | 0,84 10 5 |
Qo'rg'oshin | 0,17 10 5 |
Muz | 0,1 10 5 |
Shisha | 0,56 10 5 |
Granit | 0,49 10 5 |
Laym | 0,42 10 5 |
Marmar | 0,56 10 5 |
Qumtosh | 0,18 10 5 |
Duvarcılık granit | (0,09...0,1) 10 5 |
G'ishtli tosh | (0,027...0,030) 10 5 |
Beton (2-jadvalga qarang) | |
Don bo'ylab yog'och | (0,1...0,12) 10 5 |
Don bo'ylab yog'och | (0,005...0,01) 10 5 |
Kauchuk | 0,00008 10 5 |
Tekstolit | (0,06...0,1) 10 5 |
Getinax | (0,1...0,17) 10 5 |
Bakelit | (2...3) 10 3 |
Seluloid | (14,3...27,5) 10 2 |
Temir-beton konstruktsiyalarni hisoblash uchun standart ma'lumotlar
2-jadval. Betonning elastiklik modullari (SP 52-101-2003 bo'yicha)
2.1-jadval SNiP 2.03.01-84* (1996) ga muvofiq betonning elastiklik modullari
Eslatmalar:
1. Chiziq tepasida qiymatlar MPa da, chiziq ostida - kgf/sm² da ko'rsatilgan.
2. Beton zichligining oraliq qiymatlarida engil, uyali va g'ovakli beton uchun dastlabki elastik modullar chiziqli interpolyatsiya bilan olinadi.
3. uchun uyali beton avtoklav bo'lmagan qattiqlashuv, E b qiymatlari avtoklavlangan beton uchun qabul qilinadi, 0,8 koeffitsientga ko'paytiriladi.
4. Oldindan kuchlanishli beton uchun E b qiymatlari og'ir beton kabi olinadi, koeffitsientga ko'paytiriladi.
a= 0,56 + 0,006 V.
3-jadval. Beton qarshilikning standart qiymatlari (SP 52-101-2003 bo'yicha)
4-jadval. Betonning siqilish qarshiligining hisoblangan qiymatlari (SP 52-101-2003 bo'yicha)
4.1-jadval SNiP 2.03.01-84* (1996) ga muvofiq betonning siqilish qarshiligining hisoblangan qiymatlari
5-jadval. Betonning kuchlanish kuchining hisoblangan qiymatlari (SP 52-101-2003 bo'yicha)
6-jadval. Armatura uchun standart qarshiliklar (SP 52-101-2003 bo'yicha)
6.1-jadval SNiP 2.03.01-84* (1996) ga muvofiq A sinfidagi armatura uchun standart qarshiliklar
6.2-jadval SNiP 2.03.01-84* (1996) ga muvofiq B va K sinflari armaturalari uchun standart qarshiliklar
7-jadval. Armatura uchun dizayn qarshiliklari (SP 52-101-2003 bo'yicha)
7.1-jadval SNiP 2.03.01-84* (1996) ga muvofiq A sinfidagi armatura uchun dizayn qarshiliklari
7.2-jadval SNiP 2.03.01-84* (1996) ga muvofiq B va K sinflari armaturalari uchun dizayn qarshiliklari
Metall konstruktsiyalarni hisoblash uchun standart ma'lumotlar
8-jadval. GOST 27772-88 bo'yicha varaq, keng universal va shaklli prokatning kuchlanish, siqish va bükme (SNiP II-23-81 (1990) bo'yicha) standart va dizayn qarshiliklari. temir konstruksiyalar binolar va inshootlar
Eslatmalar:
1. Shakllangan po'latning qalinligi gardishning qalinligi sifatida qabul qilinishi kerak (uning minimal qalinligi 4 mm).
2. Normativ qarshilik sifatida qabul qilingan standart qiymatlar GOST 27772-88 bo'yicha oquvchanlik va tortishish kuchi.
3. Hisoblangan qarshiliklarning qiymatlari standart qarshiliklarni 5 MPa (50 kgf/sm²) ga yaxlitlangan material uchun ishonchlilik koeffitsientlariga bo'lish yo'li bilan olinadi.
9-jadval. GOST 27772-88 (SNiP II-23-81 (1990) bo'yicha) bo'yicha po'latlar bilan almashtirilgan po'lat navlari
Eslatmalar:
1. GOST 27772-88 bo'yicha 1, 2, 3, 4 toifali S345 va S375 po'latlari GOST 19281-73* va GOST 19282-73* bo'yicha 6, 7 va 9, 12, 13 va 15 toifali po'latlarni almashtiradi, mos ravishda.
2. GOST 27772-88 bo'yicha S345K, S390, S390K, S440, S590, S590K po'latlari ushbu jadvalda ko'rsatilgan GOST 19281-73* va GOST 19282-73* bo'yicha 1-15 toifadagi tegishli po'lat navlarini almashtiradi.
3. GOST 27772-88 bo'yicha po'latlarni boshqa davlat umumittifoq standartlari bo'yicha etkazib beriladigan po'latlarga almashtirish va texnik xususiyatlar, taqdim etilmagan.
Profillangan plitalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan po'lat uchun dizayn qarshiliklari bu erda ko'rsatilmagan.
Asosiy vazifalardan biri muhandislik dizayni qurilish materialini tanlash hisoblanadi va optimal kesma profil. Minimal mumkin bo'lgan massa bilan tizimning yuk ostida shaklini saqlab turishini ta'minlaydigan o'lchamni topish kerak.
Masalan, qanday raqam po'lat I-nur strukturasi uchun oraliq nur sifatida foydalanish? Agar biz talab qilinganidan kichikroq o'lchamdagi profilni olsak, biz strukturaning yo'q qilinishini kafolatlaymiz. Agar u ko'proq bo'lsa, bu metalldan oqilona foydalanishga olib keladi va natijada qurilishning og'irligi, o'rnatishning murakkabligi va moliyaviy xarajatlarning oshishiga olib keladi. Po'latning elastiklik moduli kabi kontseptsiyani bilish yuqoridagi savolga javob beradi va ishlab chiqarishning juda erta bosqichida ushbu muammolar paydo bo'lishining oldini olishga imkon beradi.
Umumiy tushuncha
Elastiklik moduli (Yang moduli deb ham ataladi) materialning mexanik xususiyatlarining ko'rsatkichlaridan biri bo'lib, uning kuchlanish deformatsiyasiga chidamliligini tavsiflaydi. Boshqacha qilib aytganda, uning qiymati materialning egiluvchanligini ko'rsatadi. Elastik modul qanchalik katta bo'lsa, har qanday novda kamroq cho'ziladi, qolgan barcha narsalar teng (yuk kattaligi, tasavvurlar maydoni va boshqalar).
Elastiklik nazariyasida Young moduli E harfi bilan belgilanadi ajralmas qismi Guk qonuni (elastik jismlarning deformatsiyasi haqidagi qonun). Materialda yuzaga keladigan stressni va uning deformatsiyasini bog'laydi.
Xalqaro ma'lumotlarga ko'ra standart tizim birliklar MPa da o'lchanadi. Ammo amalda muhandislar kgf / sm2 o'lchamidan foydalanishni afzal ko'rishadi.
Elastik modul aniqlanadi empirik tarzda V ilmiy laboratoriyalar. mohiyati bu usul bo'shliqda yotadi maxsus jihozlar dumbbell shaklidagi material namunalari. Namuna muvaffaqiyatsizlikka uchragan kuchlanish va cho'zilishni aniqlagandan so'ng, bu o'zgaruvchilarni bir-biriga bo'ling va shu bilan Young modulini oling.
Darhol ta'kidlaymizki, bu usul plastik materiallarning elastik modullarini aniqlash uchun ishlatiladi: po'lat, mis va boshqalar. Mo'rt materiallar - quyma temir, beton - yoriqlar paydo bo'lguncha siqiladi.
Mexanik xususiyatlarning qo'shimcha xususiyatlari
Elastiklik moduli materialning harakatini faqat siqish yoki taranglikda ishlaganda bashorat qilish imkonini beradi. Ezish, kesish, bükme va boshqalar kabi yuk turlari mavjud bo'lganda, qo'shimcha parametrlarni kiritish kerak bo'ladi:
- Qattiqlik elastik modul va maydonning mahsulotidir ko'ndalang kesim profil. Qattiqlik qiymatiga ko'ra, materialning emas, balki butun strukturaning plastikligini baholash mumkin. Kilogramm kuch bilan o'lchanadi.
- Nisbiy uzunlamasına cho'zilish namunaning mutlaq cho'zilishining namunaning umumiy uzunligiga nisbatini ko'rsatadi. Misol uchun, 100 mm uzunlikdagi novda uchun ma'lum bir kuch qo'llanilgan. Natijada uning hajmi 5 mm ga kamaydi. Uning cho'zilishi (5 mm) asl uzunlikka (100 mm) bo'linib, biz 0,05 nisbiy cho'zilishni olamiz. O'zgaruvchi o'lchovsiz kattalikdir. Ba'zi hollarda, idrok qilish qulayligi uchun u foizlarga aylantiriladi.
- Nisbiy ko'ndalang cho'zilish yuqoridagi nuqtaga o'xshash tarzda hisoblanadi, lekin bu erda uzunlik o'rniga novda diametri hisobga olinadi. Tajribalar shuni ko'rsatadiki, ko'pchilik materiallar uchun ko'ndalang cho'zilish bo'ylama cho'zilishdan 3-4 marta kamroq.
- Punch nisbati - nisbiy bo'ylama kuchlanishning nisbiyga nisbati ko'ndalang deformatsiya. Ushbu parametr yuk ta'sirida shaklning o'zgarishini to'liq tavsiflash imkonini beradi.
- Kesish moduli namuna tangensial stresslarga duchor bo'lganda, ya'ni kuch vektori tananing yuzasiga 90 daraja yo'naltirilganda elastik xususiyatlarni tavsiflaydi. Bunday yuklarga qirqishdagi perchinlarning, maydalashdagi mixlarning ishlashi va boshqalar misol bo'ladi. tomonidan katta va katta, kesish moduli materialning yopishqoqligi kabi tushuncha bilan bog'liq.
- Elastiklikning ommaviy moduli yukni bir xil, ko'p qirrali qo'llash uchun material hajmining o'zgarishi bilan tavsiflanadi. Bu hajmli bosimning hajmli bosim kuchlanishiga nisbati. Bunday ishlarning namunasi suvga tushirilgan namunadir, u butun maydonda suyuqlik bosimiga duchor bo'ladi.
Yuqoridagilarga qo'shimcha ravishda, ba'zi turdagi materiallarning har xilligini ta'kidlash kerak mexanik xususiyatlar yukning yo'nalishiga qarab. Bunday materiallar anizotropik sifatida tavsiflanadi. Yorqin misollar Yog'och, laminatlangan plastmassalar, ayrim turdagi toshlar, matolar va boshqalar ishlatiladi.
Izotropik materiallar har qanday yo'nalishda bir xil mexanik xususiyatlarga va elastik deformatsiyaga ega. Bularga metallar (po'lat, quyma temir, mis, alyuminiy va boshqalar), qatlamlanmagan plastmassalar, tabiiy toshlar, beton, kauchuk kiradi.
Elastik modul qiymati
Shuni ta'kidlash kerakki, Young moduli doimiy qiymat emas. Xuddi shu material uchun ham u kuch qo'llaniladigan nuqtalarga qarab o'zgarishi mumkin.
Ba'zi elastik-plastmassa materiallar ko'proq yoki kamroq doimiy modul ham siqilish, ham kuchlanishda ishlaganda elastiklik: mis, alyuminiy, po'lat. Boshqa hollarda, elastiklik profilning shakliga qarab o'zgarishi mumkin.
Ba'zi materiallarning Young moduli qiymatlariga misollar (million kgf / sm2):
- Guruch - 1,01.
- Bronza - 1,00.
- G'isht toshlari - 0,03.
- Granit toshlari - 0,09.
- Beton - 0,02.
- Don bo'ylab yog'och - 0,1.
- Don bo'ylab yog'och - 0,005.
- Alyuminiy - 0,7.
Keling, navga qarab po'latlar uchun elastik modullar orasidagi o'qishlardagi farqni ko'rib chiqaylik.
Metallurgiya va metall buyumlar ishlab chiqarish uchun boshqa tegishli sohalarning rivojlanishi qurol yaratish bilan bog'liq. Dastlab ular rangli metallarni eritishni o'rgandilar, ammo mahsulotlarning mustahkamligi nisbatan past edi. Temir va uning qotishmalari paydo bo'lishi bilangina ularning xossalarini o'rganish boshlandi.
Birinchi qilichlar ularga qattiqlik va kuch berish uchun juda og'ir qilingan. Jangchilar ularni boshqarish uchun ikkala qo'llariga olishlari kerak edi. Vaqt o'tishi bilan yangi qotishmalar paydo bo'ldi va ishlab chiqarish texnologiyalari ishlab chiqildi. Og'ir qurollar o'rniga engil qilichlar va qilichlar keldi. Shu bilan birga, asboblar yaratildi. O'sib borayotgan kuch xususiyatlari bilan asboblar va ishlab chiqarish usullari yaxshilandi.
Yuklarning turlari
Metalllardan foydalanganda turli xil statik va dinamik yuklar qo'llaniladi. Quvvat nazariyasida yuklarni aniqlash odatiy holdir quyidagi turlar.
- Siqish - ta'sir etuvchi kuch ob'ektni siqib chiqaradi, bu yukni qo'llash yo'nalishi bo'yicha uzunlikning pasayishiga olib keladi. Ushbu deformatsiya ma'lum bir vaznga bardosh bera oladigan ramkalar, qo'llab-quvvatlovchi yuzalar, tokchalar va boshqa bir qator tuzilmalar tomonidan seziladi. Ko'priklar va o'tish joylari, avtomobil va traktor romlari, poydevor va armatura - bularning barchasi strukturaviy elementlar doimiy siqilish ostida.
- Kuchlanish - yuk tanani ma'lum bir yo'nalishda uzaytirishga intiladi. Yuk ko'tarish va tashishda ko'tarish va tashish mashinalari va mexanizmlari xuddi shunday yuklarni boshdan kechiradi.
- Kesish va kesish - bunday yuklama bir xil o'q bo'ylab bir-biriga yo'naltirilgan kuchlar holatida kuzatiladi. Birlashtiruvchi elementlar (murvatlar, vintlardek, perchinlar va boshqa apparatlar) bu turdagi yukni boshdan kechiradi. Korpuslar, metall ramkalar, vites qutilari va mexanizmlar va mashinalarning boshqa qismlarining dizayni majburiy ravishda o'z ichiga oladi. birlashtiruvchi qismlar. Qurilmalarning ishlashi ularning kuchiga bog'liq.
- Buralish - agar ob'ektga ta'sir qiluvchi kuchlar juftligi bir-biridan ma'lum masofada joylashgan bo'lsa, u holda moment paydo bo'ladi. Bu kuchlar burilish deformatsiyasini keltirib chiqaradi. Xuddi shunday yuklar vites qutilarida ham kuzatiladi; Ko'pincha bu ma'noga mos kelmaydi. Vaqt o'tishi bilan qiymat faol kuchlar o'zgarmoqda.
- Bükme - ob'ektlarning egriligini o'zgartiradigan yuk egilish deb hisoblanadi. Ko'priklar, ustunlar, konsollar, ko'tarish va tashish mexanizmlari va boshqa qismlar xuddi shunday yuklanishni boshdan kechiradi.
Elastik modul haqida tushuncha
IN 17-asr oʻrtalari asrda bir vaqtning o'zida bir nechta mamlakatlarda materiallarni o'rganish boshlandi. Quvvat xususiyatlarini aniqlashning turli usullari taklif qilingan. Ingliz tadqiqotchisi Robert Guk (1660) yukni qo'llash natijasida elastik jismlarning cho'zilishi to'g'risidagi qonunning asosiy qoidalarini ishlab chiqdi (Guk qonuni). Shuningdek, quyidagi tushunchalar kiritildi:
- Mexanikada qo'llaniladigan yuk ko'rinishida o'lchanadigan kuchlanish s muayyan hudud(kgf/sm², N/m², Pa).
- Elastik modul E, bu qattiq jismning yuklanish (ma'lum yo'nalishda kuch qo'llash) ostida deformatsiyalanish qobiliyatini belgilaydi. O'lchov birliklari ham kgf / sm² (N / m², Pa) da aniqlanadi.
Guk qonuniga muvofiq formula e = sz/E shaklida yoziladi, bu erda:
- e – nisbiy cho‘zilish;
- s - normal stress.
Elastik jismlar uchun Guk qonunini ko'rsatish:
Yuqoridagi bog'liqlikdan ma'lum bir material uchun E qiymati eksperimental ravishda olinadi, E = sz/e.
Elastiklik moduli tananing qarshiligini va uning qarshiligini tavsiflovchi doimiy qiymatdir qurilish materiali oddiy kuchlanish yoki bosim yuki ostida.
Kuch nazariyasida Yangning elastiklik moduli tushunchasi qabul qilingan. Ushbu ingliz tadqiqotchisi oddiy yuklar ostida kuch parametrlarining o'zgarishi usullarini aniqroq tavsiflab berdi.
Ba'zi materiallar uchun elastik modul qiymatlari 1-jadvalda keltirilgan.
1-jadval: Metall va qotishmalar uchun elastiklik moduli
Turli po'lat navlari uchun elastik modul
Metallurglar po'latning bir necha yuz navlarini ishlab chiqdilar. Ular xarakterlanadi turli ma'nolar kuch. 2-jadvalda eng keng tarqalgan po'latlar uchun xarakteristikalar ko'rsatilgan.
2-jadval: Cheliklarning elastikligi
Chelik nomi | Elastik modul qiymati, 10¹² Pa |
Kam karbonli po'lat | 165…180 |
Chelik 3 | 179…189 |
Chelik 30 | 194…205 |
Chelik 45 | 211…223 |
Chelik 40X | 240…260 |
65G | 235…275 |
X12MF | 310…320 |
9XS, XVG | 275…302 |
4X5MFS | 305…315 |
3X3M3F | 285…310 |
R6M5 | 305…320 |
P9 | 320…330 |
P18 | 325…340 |
R12MF5 | 297…310 |
U7, U8 | 302…315 |
U9, U10 | 320…330 |
U11 | 325…340 |
U12, U13 | 310…315 |
Video: Guk qonuni, elastiklik moduli.
Kuchli modullar
Oddiy yuklashdan tashqari, materiallarga boshqa kuch ta'siri ham mavjud.
Kesish moduli G qattiqlikni aniqlaydi. Bu xususiyat ob'ekt shaklini o'zgartirish uchun maksimal yuk qiymatini ko'rsatadi.
Elastiklikning ommaviy moduli K materialning hajmini o'zgartirish uchun elastik xususiyatlarini aniqlaydi. Har qanday deformatsiya bilan ob'ektning shakli o'zgaradi.
Puasson nisbati m nisbiy siqilishning kuchlanishga nisbati o'zgarishini aniqlaydi. Bu qiymat faqat materialning xususiyatlariga bog'liq.
Turli xil po'latlar uchun ko'rsatilgan modullarning qiymatlari 3-jadvalda keltirilgan.
3-jadval: Cheliklar uchun mustahkamlik modullari
Chelik nomi | Young elastiklik moduli, 10¹² Pa | Kesish moduli G, 10¹²Pa | Ommaviy elastiklik moduli, 10¹² Pa | Puasson nisbati, 10¹²·Pa |
Kam karbonli po'lat | 165…180 | 87…91 | 45…49 | 154…168 |
Chelik 3 | 179…189 | 93…102 | 49…52 | 164…172 |
Chelik 30 | 194…205 | 105…108 | 72…77 | 182…184 |
Chelik 45 | 211…223 | 115…130 | 76…81 | 192…197 |
Chelik 40X | 240…260 | 118…125 | 84…87 | 210…218 |
65G | 235…275 | 112…124 | 81…85 | 208…214 |
X12MF | 310…320 | 143…150 | 94…98 | 285…290 |
9XS, XVG | 275…302 | 135…145 | 87…92 | 264…270 |
4X5MFS | 305…315 | 147…160 | 96…100 | 291…295 |
3X3M3F | 285…310 | 135…150 | 92…97 | 268…273 |
R6M5 | 305…320 | 147…151 | 98…102 | 294…300 |
P9 | 320…330 | 155…162 | 104…110 | 301…312 |
P18 | 325…340 | 140…149 | 105…108 | 308…318 |
R12MF5 | 297…310 | 147…152 | 98…102 | 276…280 |
U7, U8 | 302…315 | 154…160 | 100…106 | 286…294 |
U9, U10 | 320…330 | 160…165 | 104…112 | 305…311 |
U11 | 325…340 | 162…170 | 98…104 | 306…314 |
U12, U13 | 310…315 | 155…160 | 99…106 | 298…304 |
Boshqa materiallar uchun kuch xususiyatlari maxsus adabiyotlarda ko'rsatilgan. Biroq, ba'zi hollarda individual tadqiqotlar o'tkaziladi. Bunday tadqiqotlar ayniqsa qurilish materiallari uchun dolzarbdir. Temir-beton mahsulotlari ishlab chiqariladigan korxonalarda chegara qiymatlarini aniqlash uchun muntazam ravishda sinovlar o'tkaziladi.
Har qanday materialni ishlatishdan oldin qurilish ishlari, siz u bilan tanishishingiz kerak jismoniy xususiyatlar uni qanday hal qilish kerakligini bilish uchun qanday mexanik ta'sir buning uchun maqbul bo'ladi va hokazo. Bittasi muhim xususiyatlar, juda tez-tez e'tibor beriladi, elastik modul hisoblanadi.
Quyida biz kontseptsiyaning o'zini, shuningdek, qurilishdagi eng mashhurlaridan biriga nisbatan ushbu qiymatni ko'rib chiqamiz ta'mirlash ishlari material - po'lat. Misol uchun, boshqa materiallar uchun ushbu ko'rsatkichlar ham ko'rib chiqiladi.
Elastiklik moduli - bu nima?
Materialning elastiklik moduli deyiladi jismoniy miqdorlar to'plami, har qanday qobiliyatni tavsiflovchi qattiq unga kuch qo'llanilganda elastik deformatsiyalanadi. Bu E harfi bilan ifodalanadi. Shunday qilib, maqolada davom etadigan barcha jadvallarda eslatib o'tiladi.
Elastiklik qiymatini aniqlashning faqat bitta usuli bor deb aytish mumkin emas. Ushbu miqdorni o'rganishga turlicha yondashuvlar bir vaqtning o'zida bir nechta turli xil yondashuvlar mavjudligiga olib keldi. Quyida ushbu xarakteristikaning ko'rsatkichlarini hisoblashning uchta asosiy usuli keltirilgan turli materiallar:
Materialning elastiklik ko'rsatkichlari jadvali
To'g'ridan-to'g'ri po'latning ushbu xususiyatiga o'tishdan oldin, keling, misol sifatida, Qo'shimcha ma'lumot, boshqa materiallarga nisbatan ushbu qiymat bo'yicha ma'lumotlarni o'z ichiga olgan jadval. MPa da o'lchangan ma'lumotlar.
Turli materiallarning elastiklik moduli
Yuqoridagi jadvaldan ko'rinib turibdiki, bu qiymat turli materiallar uchun farq qiladi va agar biz ushbu ko'rsatkichni hisoblashning u yoki bu variantini hisobga olsak, ko'rsatkichlar ham farqlanadi. Har kim o'ziga mos keladigan ko'rsatkichlarni o'rganish uchun aniq variantni tanlashi mumkin. Young modulini ko'rib chiqish afzalroq bo'lishi mumkin, chunki u ko'pincha bu borada ma'lum bir materialni tavsiflash uchun ishlatiladi.
Boshqa materiallarning ushbu xarakteristikasi haqidagi ma'lumotlarni qisqacha ko'rib chiqqanimizdan so'ng, biz to'g'ridan-to'g'ri po'latning xususiyatlariga alohida o'tamiz.
Boshlanishiga Keling, qiyin raqamlarni ko'rib chiqaylik va uchun bu xarakteristikaning turli ko'rsatkichlarini oling har xil turlari po'lat va po'lat konstruktsiyalar:
- Quyma uchun elastiklik moduli (E), St.3 va St. 5 2,1*106 kg/sm^2 ga teng.
- 25G2S va 30KhG2S kabi po'latlar uchun bu qiymat 2 * 106 kg / sm ^ 2 ni tashkil qiladi.
- Davriy sim va sovuq chizilgan yumaloq sim uchun 1,8 * 106 kg / sm ^ 2 ga teng elastiklik qiymati mavjud. Sovuq tekislangan armatura uchun ko'rsatkichlar o'xshash.
- Yuqori quvvatli simlarning iplari va to'plamlari uchun qiymat 2·10 6 kg/sm^2 ni tashkil qiladi.
- Po'lat spiral arqonlar va metall yadroli arqonlar uchun qiymat 1,5 · 10 4 kg / sm ^ 2, organik yadroli kabellar uchun esa bu qiymat 1,3 · 10 6 kg / sm ^ 2 dan oshmaydi.
- Prokat uchun kesish moduli (G) 8,4 · 10 6 kg / sm ^ 2 ni tashkil qiladi.
- Va nihoyat, Poissonning po'lat uchun nisbati 0,3 ga teng
Bular po'lat va po'lat mahsulotlari turlari uchun berilgan umumiy ma'lumotlar. Har bir qiymat barcha jismoniy qoidalarga muvofiq va ushbu xarakteristikaning qiymatlarini olish uchun ishlatiladigan barcha mavjud munosabatlarni hisobga olgan holda hisoblab chiqilgan.
Quyida hammasi bo'ladi umumiy ma'lumot po'latning bu xususiyati haqida. Qiymatlar n sifatida beriladi Young moduli haqida, va kesish moduli bo'yicha ham ba'zi o'lchov birliklarida (MPa) va boshqalarda (kg/sm2, nyuton*m2).
Chelik va bir nechta turli navlar
Po'latning elastiklik qiymatlari turlicha, chunki bir vaqtning o'zida bir nechta modullar mavjud, ular boshqacha hisoblab chiqilgan va hisoblangan. Siz shuni ko'rishingiz mumkinki, printsipial jihatdan, ko'rsatkichlar unchalik farq qilmaydi, bu elastiklikni turli xil tadqiqotlar foydasiga ko'rsatadi. turli materiallar. Ammo barcha hisob-kitoblar, formulalar va qadriyatlarga chuqur kirib borishning hojati yo'q, chunki kelajakda unga e'tibor qaratish uchun ma'lum bir egiluvchanlik qiymatini tanlash kifoya.
Aytgancha, agar siz barcha qiymatlarni raqamli nisbatlarda ifodalamasangiz, lekin ularni darhol olib, to'liq hisoblab chiqsangiz, po'latning bu xususiyati quyidagilarga teng bo'ladi: E=200000 MPa yoki E=2039000 kg/sm^2.
Ushbu ma'lumot sizga elastiklik moduli tushunchasini tushunishga yordam beradi, shuningdek, po'lat, po'lat buyumlar va boshqa bir qator materiallar uchun ushbu xarakteristikaning asosiy qiymatlari bilan tanishishga yordam beradi.
Shuni esda tutish kerakki, elastik modul ko'rsatkichlari har xil turli qotishmalar po'lat va boshqa birikmalarni o'z ichiga olgan turli po'lat konstruktsiyalar uchun. Ammo bunday sharoitlarda ham ko'rsatkichlar unchalik farq qilmasligini sezishingiz mumkin. Po'latning elastik moduli amalda strukturaga bog'liq. va shuningdek, uglerod miqdori bo'yicha. Po'latni issiq yoki sovuq ishlov berish usuli ham bu ko'rsatkichga katta ta'sir ko'rsata olmaydi.
stanok.guru
Og'ir betonning hisoblangan qarshiliklari va elastik modullari, mPa
jadval 2
Xususiyatlari | BETON SINFI |
||||||||
B7.5 | 10 da | B15 | 20 DA | B25 | B30 | B35 | B40 |
||
Uchun |
|||||||||
Eksenel siqilish (prizmatik | |||||||||
Eksenel kuchlanish R bt | |||||||||
Uchun |
|||||||||
Siqish R
b
, | |||||||||
Eksenel kuchlanish R
bt
, | |||||||||
Boshlang'ich | |||||||||
Boshlang'ich |
Eslatma.
Hisoblangan
ekstremal uchun beton qarshilik
2-guruh holatlari normativlarga teng:
R b ,
ser
=
R b ,
n ;
R bt ,
ser
=
R
bt ,
n .
Ba'zi mustahkamlovchi po'latlarning hisoblangan qarshiliklari va elastik modullari, mPa
Jadval
3
SINF FITINGLAR (belgilash DSTU 3760-98 ga muvofiq) | Hisoblangan | Modul E
s
|
|||
ga muvofiq hisoblash uchun ekstremal | Uchun R s , ser |
||||
cho'zish | R sc |
||||
R s | R sw |
||||
A240S | |||||
A300S | |||||
A400S | |||||
A400S | |||||
A600S | |||||
B
p
I
| |||||
B
p
I
| |||||
B
p
I
|
Eslatma.
Hisoblangan
ekstremal uchun po'lat qarshilik
2-guruhdagi holatlar tengdir
me'yoriy: R s ,
ser
=
R s ,
n .
studfiles.net
3.5-misol. Siqish uchun I-nur ustunining qismini tekshirish
S235 po'latdan STO ASChM 20-93 bo'yicha I-nurli 20K1 dan yasalgan ustunning kesimini tekshirish kerak.
Siqilish kuchi: N=600kN.
Ustun balandligi: L=4,5 m.
Effektiv uzunlik koeffitsienti: m x =1,0; m y =1,0.
Yechim.
Po'latning dizayn qarshiligi C235: R y = 230 N / mm 2 = 23,0 kN / sm 2.
Po'latning elastiklik moduli C235: E=2,06x10 5 N/mm 2.
Ustunlar uchun ish holati koeffitsienti jamoat binolari doimiy yukda g c = 0,95.
Biz 20K1 I-nurining assortimentiga ko'ra elementning tasavvurlar maydonini topamiz: A = 52,69 sm 2.
Kesimning x o'qiga nisbatan inertsiya radiusi, shuningdek, assortimentga ko'ra: i x = 4,99 sm.
Kesimning y o'qiga nisbatan inertsiya radiusi, shuningdek, mahsulot oralig'iga ko'ra: i y = 8,54 sm.
Ustunning taxminiy uzunligi quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi:
l ef,x = m x l x = 1,0*4,5 = 4,5 m;
l ef,y = m y l y = 1,0*4,5 = 4,5 m.
X o'qiga nisbatan bo'limning moslashuvchanligi: l x = l x /i x = 450/4,99 = 90,18.
Y o'qiga nisbatan bo'limning moslashuvchanligi: l y = l y /i y = 450/8,54 = 52,69.
Uchun maksimal ruxsat etilgan moslashuvchanlik siqilgan elementlar(qo'llab-quvvatlash reaktsiyalarini uzatuvchi kamarlar, tayanchlar va tokchalar: fazoviy dizaynlar yagona burchaklardan, quvurlardan yasalgan fazoviy inshootlar va Sankt-Peterburgning juft burchaklaridan. 50m) l u = 120.
Tekshirish shartlari
: lx< λ u ; λ y < λ u:
90,18 < 120; 52,69 < 120
- shartlar bajariladi.
Bo'limning barqarorligi eng katta moslashuvchanlikka ko'ra tekshiriladi. IN bu misolda lmax = 90,18.
Elementlarning moslashuvchanligi uchun shartlar formula bilan aniqlanadi:
l’ = l√(R y /E) = 90,18√(230/2,06*10 5) = 3,01.
a va b koeffitsienti I-nur uchun kesma turiga qarab olinadi a = 0,04; b = 0,09.
Koeffitsient d = 9,87(1-a+b*l’)+l’2 = 9,87(1-0,04+0,09*3,01)+3,012 = 21,2.
Barqarorlik koeffitsienti quyidagi formula bilan aniqlanadi:
ph = 0,5(d-√(d 2 -39,48l' 2)/l' 2 = 0,5(21,2-√(21,2 2 -39,48*3,01 2)/3 ,01 2 = 0,643.
ph koeffitsienti kesma va l’ turiga qarab jadvaldan ham olinishi mumkin.
Vaziyatni tekshirish:
N/phAR y g c ≤ 1,
600,0/(0,643*52,69*23,0*0,95) = 0,81 ≤ 1.
Hisoblash x o'qiga nisbatan maksimal moslashuvchanlik asosida amalga oshirilganligi sababli, y o'qiga nisbatan tekshirishni amalga oshirishning hojati yo'q.
Misollar:
spravkidoc.ru
Po'latning elastik moduli kgf\sm2, misollar
Muhandislik dizaynining asosiy vazifalaridan biri konstruktiv material va optimal profil bo'limini tanlashdir. Minimal mumkin bo'lgan massa bilan tizimning yuk ostida shaklini saqlab turishini ta'minlaydigan o'lchamni topish kerak.
Masalan, struktura uchun oraliq nur sifatida qancha po'lat I-nurni ishlatish kerak? Agar biz talab qilinganidan kichikroq o'lchamdagi profilni olsak, biz strukturaning yo'q qilinishini kafolatlaymiz. Agar u ko'proq bo'lsa, bu metalldan oqilona foydalanishga olib keladi va natijada qurilishning og'irligi, o'rnatishning murakkabligi va moliyaviy xarajatlarning oshishiga olib keladi. Po'latning elastiklik moduli kabi kontseptsiyani bilish yuqoridagi savolga javob beradi va ishlab chiqarishning juda erta bosqichida ushbu muammolar paydo bo'lishining oldini olishga imkon beradi.
Umumiy tushuncha
Elastiklik moduli (Yang moduli deb ham ataladi) materialning mexanik xususiyatlarining ko'rsatkichlaridan biri bo'lib, uning kuchlanish deformatsiyasiga chidamliligini tavsiflaydi. Boshqacha qilib aytganda, uning qiymati materialning egiluvchanligini ko'rsatadi. Elastik modul qanchalik katta bo'lsa, har qanday novda kamroq cho'ziladi, qolgan barcha narsalar teng (yuk kattaligi, tasavvurlar maydoni va boshqalar).
Elastiklik nazariyasida Yang moduli E harfi bilan belgilanadi. U Guk qonunining (elastik jismlarning deformatsiyasi haqidagi qonun) ajralmas qismi hisoblanadi. Materialda yuzaga keladigan stressni va uning deformatsiyasini bog'laydi.
Xalqaro standart birliklar tizimiga ko'ra, u MPa bilan o'lchanadi. Ammo amalda muhandislar kgf / sm2 o'lchamidan foydalanishni afzal ko'rishadi.
Elastik modul ilmiy laboratoriyalarda eksperimental tarzda aniqlanadi. Ushbu usulning mohiyati maxsus jihozlar yordamida materialning dumbbell shaklidagi namunalarini yirtib tashlashdir. Namuna muvaffaqiyatsizlikka uchragan kuchlanish va cho'zilishni aniqlagandan so'ng, bu o'zgaruvchilarni bir-biriga bo'ling va shu bilan Young modulini oling.
Darhol ta'kidlaymizki, bu usul plastik materiallarning elastik modullarini aniqlash uchun ishlatiladi: po'lat, mis va boshqalar. Mo'rt materiallar - quyma temir, beton - yoriqlar paydo bo'lguncha siqiladi.
Mexanik xususiyatlarning qo'shimcha xususiyatlari
Elastiklik moduli materialning harakatini faqat siqish yoki taranglikda ishlaganda bashorat qilish imkonini beradi. Ezish, kesish, bükme va boshqalar kabi yuk turlari mavjud bo'lganda, qo'shimcha parametrlarni kiritish kerak bo'ladi:
- Qattiqlik elastik modul va profilning tasavvurlar maydonining mahsulotidir. Qattiqlik qiymatiga ko'ra, materialning emas, balki butun strukturaning plastikligini baholash mumkin. Kilogramm kuch bilan o'lchanadi.
- Nisbiy uzunlamasına cho'zilish namunaning mutlaq cho'zilishining namunaning umumiy uzunligiga nisbatini ko'rsatadi. Misol uchun, 100 mm uzunlikdagi novda uchun ma'lum bir kuch qo'llanilgan. Natijada uning hajmi 5 mm ga kamaydi. Uning cho'zilishi (5 mm) asl uzunlikka (100 mm) bo'linib, biz 0,05 nisbiy cho'zilishni olamiz. O'zgaruvchi o'lchovsiz kattalikdir. Ba'zi hollarda, idrok qilish qulayligi uchun u foizlarga aylantiriladi.
- Nisbiy ko'ndalang cho'zilish yuqoridagi nuqtaga o'xshash tarzda hisoblanadi, lekin bu erda uzunlik o'rniga novda diametri hisobga olinadi. Tajribalar shuni ko'rsatadiki, ko'pchilik materiallar uchun ko'ndalang cho'zilish bo'ylama cho'zilishdan 3-4 marta kamroq.
- Punch nisbati - nisbiy bo'ylama deformatsiyaning nisbiy ko'ndalang deformatsiyaga nisbati. Ushbu parametr yuk ta'sirida shaklning o'zgarishini to'liq tavsiflash imkonini beradi.
- Kesish moduli namuna tangensial stresslarga duchor bo'lganda, ya'ni kuch vektori tananing yuzasiga 90 daraja yo'naltirilganda elastik xususiyatlarni tavsiflaydi. Bunday yuklarga qirqishdagi perchinlarning, maydalashdagi mixlarning ishlashi va boshqalar misol bo'ladi. Umuman olganda, kesish moduli materialning yopishqoqligi kabi tushuncha bilan bog'liq.
- Elastiklikning ommaviy moduli yukni bir xil, ko'p qirrali qo'llash uchun material hajmining o'zgarishi bilan tavsiflanadi. Bu hajmli bosimning hajmli bosim kuchlanishiga nisbati. Bunday ishlarning namunasi suvga tushirilgan namunadir, u butun maydonda suyuqlik bosimiga duchor bo'ladi.
Yuqoridagilarga qo'shimcha ravishda, ayrim turdagi materiallar yuklanish yo'nalishiga qarab turli xil mexanik xususiyatlarga ega ekanligini ta'kidlash kerak. Bunday materiallar anizotropik sifatida tavsiflanadi. Yorqin misollar - yog'och, laminatlangan plastmassalar, ayrim turdagi toshlar, matolar va boshqalar.
Izotropik materiallar har qanday yo'nalishda bir xil mexanik xususiyatlarga va elastik deformatsiyaga ega. Bularga metallar (po'lat, quyma temir, mis, alyuminiy va boshqalar), qatlamlanmagan plastmassalar, tabiiy toshlar, beton, kauchuk kiradi.
Elastik modul qiymati
Shuni ta'kidlash kerakki, Young moduli doimiy qiymat emas. Xuddi shu material uchun ham u kuch qo'llaniladigan nuqtalarga qarab o'zgarishi mumkin.
Ba'zi elastik-plastmassa materiallar ham siqilishda, ham kuchlanishda ishlaganda ko'proq yoki kamroq doimiy elastiklik moduliga ega: mis, alyuminiy, po'lat. Boshqa hollarda, elastiklik profilning shakliga qarab o'zgarishi mumkin.
Ba'zi materiallarning Young moduli qiymatlariga misollar (million kgf / sm2):
- Oq quyma temir - 1,15.
- Kulrang quyma temir -1,16.
- Guruch - 1,01.
- Bronza - 1,00.
- G'isht toshlari - 0,03.
- Granit toshlari - 0,09.
- Beton - 0,02.
- Don bo'ylab yog'och - 0,1.
- Don bo'ylab yog'och - 0,005.
- alyuminiy - 0,7.
Sinfga qarab po'latlar uchun elastik modullar o'rtasidagi o'qishlar farqini ko'rib chiqaylik:
- Strukturaviy po'lat Yuqori sifatli (20, 45) – 2,01.
- Standart sifatli po'lat (St. 3, St. 6) - 2.00.
- Kam qotishma po'latlar (30XGSA, 40X) - 2,05.
- Zanglamaydigan po'lat (12X18N10T) - 2.1.
- Qolib po'lat (9XMF) - 2.03.
- Prujinali po'lat (60S2) - 2.03.
- Rulman po'lati (ShX15) - 2.1.
Shuningdek, po'latlar uchun elastik modulning qiymati prokat turiga qarab o'zgaradi:
- Yuqori quvvatli sim - 2.1.
- To'qilgan arqon - 1,9.
- Metall yadroli kabel - 1,95.
Ko'rib turganimizdek, elastik deformatsiya modullari qiymatlarida po'latlar orasidagi og'ishlar kichikdir. Shuning uchun ko'pgina muhandislik hisoblarida xatolarni e'tiborsiz qoldirish va E = 2,0 qiymatini olish mumkin.
prompriem.ru
Material |
Elastik modullar, MPa |
Koeffitsient Puasson |
|
Young moduli E |
Kesish moduli G |
||
Quyma temir oq, kulrang Egiluvchan quyma temir |
(1,15…1,60) 10 5 1,55 10 5 |
4,5 10 4 |
0,23…0,27 |
Karbonli po'lat Qotishma po'lat |
(2,0…2,1) 10 5 (2,1…2,2) 10 5 |
(8,0…8,1) 10 4 (8,0…8,1) 10 4 |
0,24…0,28 0,25…0,30 |
Prokatlangan mis Sovuq chizilgan mis Quyma mis |
1.1 10 5 0,84 10 5 |
4.0 10 4 |
0,31…0,34 |
Prokatlangan fosforli bronza Prokatlangan marganets bronza Alyuminiy quyma bronza |
1.15 10 5 1.05 10 5 |
4.2 10 4 4.2 10 4 |
0,32…0,35 |
Sovuq chizilgan guruch Guruchli kema |
(0,91…0,99) 10 5 1,0 10 5 |
(3,5…3,7) 10 4 |
0,32…0,42 |
Prokat alyuminiy Alyuminiy sim chizilgan O'ralgan duralumin |
0,69 10 5 0,71 10 5 |
(2,6…2,7) 10 4 2.7 10 4 |
0,32…0,36 |
Ruxlangan sink |
0,84 10 5 |
3.2 10 4 |
0,27 |
Qo'rg'oshin |
0,17 10 5 |
0,7 10 4 |
0,42 |
Muz |
0,1 10 5 |
(0,28…0,3) 10 4 |
– |
Shisha |
0,56 10 5 |
0,22 10 4 |
0,25 |
Granit |
0,49 10 5 |
– |
– |
Ohaktosh |
0,42 10 5 |
– |
– |
Marmar |
0,56 10 5 |
– |
– |
Qumtosh |
0,18 10 5 |
– |
– |
Granit toshlari Ohaktosh toshlari G'ishtli tosh |
(0,09…0,1) 10 5 (0,027…0,030) 10 5 |
– |
– |
Eng yuqori quvvatdagi beton, MPa: (0,146…0,196) 10 5 (0,164…0,214) 10 5 (0,182…0,232) 10 5 |
0,16…0,18 0,16…0,18 |
||
Don bo'ylab yog'och Don bo'ylab yog'och |
(0,1…0,12) 10 5 (0,005…0,01) 10 5 |
0,055 10 4 |
– |
Kauchuk |
0,00008 10 5 |
– |
0,47 |
Tekstolit |
(0,06…0,1) 10 5 |
– |
– |
Getinax |
(0,1…0,17) 10 5 |
– |
– |
Bakelit |
(2…3) 10 3 |
– |
0,36 |
Vishomlit (IM-44) |
(4,0…4,2) 10 3 |
– |
0,37 |
Seluloid |
(1,43…2,75) 10 3 |
– |
0,33…0,38 |
www.sopromat.info
Chelikdagi yuk chegarasining ko'rsatkichi - Youngning elastiklik moduli
Har qanday qurilish materialini ishlatishdan oldin, uning mustahkamligi ma'lumotlarini va boshqa moddalar va materiallar bilan mumkin bo'lgan o'zaro ta'sirini, strukturaga bir xil yuklar ostida adekvat xatti-harakatlar nuqtai nazaridan ularning muvofiqligini o'rganish kerak. Ushbu muammoni hal qilishda egiluvchanlik moduli hal qiluvchi rol o'ynaydi - u Yang moduli deb ham ataladi.
Po'latning yuqori mustahkamligi uni qurilishda ishlatishga imkon beradi ko'p qavatli binolar va stadionlar va ko'priklarning ochiq konstruksiyalari. Uning sifatiga ta'sir qiluvchi ba'zi moddalarning po'latga qo'shimchalari doping deb ataladi, va bu qo'shimchalar po'latning kuchini ikki baravar oshirishi mumkin. Qotishma po'latning elastiklik moduli oddiy po'latdan ancha yuqori. Qurilishdagi mustahkamlik odatda profilning kesma maydonini tanlash orqali erishiladi iqtisodiy sabablar: Yuqori qotishma po'latlar yuqori narxga ega.
Jismoniy ma'no
Elastik modulning jismoniy miqdor sifatida belgilanishi (E), bu ko'rsatkich mahsulot materialining unga qo'llaniladigan deformatsiya qiluvchi yuklarga elastik qarshiligini tavsiflaydi:
- uzunlamasına - qisish va siqish;
- ko'ndalang - egilish yoki kesish shaklida amalga oshiriladi;
- katta hajmli - burish.
Qiymat (E) qanchalik baland bo'lsa, qanchalik baland bo'lsa, ushbu materialdan tayyorlangan mahsulot qanchalik kuchli bo'ladi va sinish chegarasi qanchalik baland bo'ladi. Misol uchun, alyuminiy uchun bu qiymat 70 GPa, quyma temir uchun - 120, temir - 190 va po'lat uchun 220 GPa gacha.
Ta'rif
Elastik modul - bu boshqalarni o'z ichiga olgan umumiy atama jismoniy ko'rsatkichlar elastik xususiyatlar qattiq materiallar– kuch ta’sirida to‘xtagandan so‘ng avvalgi shaklini o‘zgartirish va qayta tiklash, ya’ni elastik deformatsiya qilish. Bu mahsulotdagi kuchlanishning nisbati - maydon birligidagi kuch bosimi - elastik deformatsiyaga (mahsulot hajmining dastlabki hajmiga nisbati bilan aniqlangan o'lchovsiz miqdor). Demak, uning o'lchami, kuchlanish kabi, kuchning birlik maydoniga nisbati. Metrik SIdagi stress odatda Paskalda o'lchanganligi sababli, kuch ko'rsatkichi ham shunday.
Boshqa, unchalik to'g'ri bo'lmagan ta'rif mavjud: elastiklik moduli bosimdir, mahsulot uzunligini ikki barobarga oshirishga qodir. Ammo ko'plab materiallarning rentabelligi qo'llaniladigan bosimdan sezilarli darajada past.
Elastik modullar, ularning turlari
Kuchni qo'llash shartlarini va buning natijasida kelib chiqadigan deformatsiyalarni o'zgartirishning ko'plab usullari mavjud va bu taxmin qiladi katta miqdorda elastik modullarning turlari, lekin amalda deformatsiya qiluvchi yuklarga muvofiq Ularning uchta asosiysi bor:
![](https://i1.wp.com/martand.ru/wp-content/uploads/modul-uprugosti-stali-s235_7.jpg)
Elastiklik xususiyatlari bu ko'rsatkichlar bilan tugamaydi, boshqa ma'lumotlarga ega bo'lganlar ham bor turli o'lcham va ma'no. Bular, shuningdek, mutaxassislar orasida keng tarqalgan Lame elastiklik indekslari va Puasson nisbati.
Po'latning elastiklik modulini qanday aniqlash mumkin
Parametrlarni aniqlash uchun turli brendlar po'latni o'z ichiga olgan maxsus jadvallar mavjud normativ hujjatlar qurilish sohasida - yilda qurilish kodlari va qoidalar (SNiP) va davlat standartlari(GOST). Shunday qilib, elastik modul (E) yoki Young moduli, oq va kulrang quyma temir uchun 115 dan 160 GPa gacha, egiluvchan uchun - 155. Po'latga kelsak, C245 karbonli po'latning elastik moduli 200 dan 210 GPa gacha bo'lgan qiymatlarga ega. Qotishma po'latdan biroz yuqoriroq qiymatlar mavjud - 210 dan 220 GPa gacha.
Oddiy po'latdan yasalgan St.3 va St.5 markalari uchun bir xil xarakteristikalar bir xil qiymatga ega - 210 GPa, va St.45, 25G2S va 30KhGS po'lat uchun - 200 GPa. Ko'rib turganingizdek, po'latning turli navlari uchun o'zgaruvchanlik (E) ahamiyatsiz, ammo mahsulotlarda, masalan, arqonlarda, rasm boshqacha:
- 200 GPa yuqori quvvatli simlarning iplari va burmalari uchun;
- 150 GPa metall novda bilan po'lat kabellar;
- organik yadroli po'lat arqonlar 130 GPa.
Ko'rib turganingizdek, farq sezilarli.
Kesish moduli yoki qattiqlik (G) qiymatlarini bir xil jadvallarda ko'rish mumkin, ular kichikroq qiymatlarga ega, prokat uchun - 84 GPa, uglerod va qotishma - 80 dan 81 GPa gacha, va po'latlar uchun St.3 va St.45-80 GPa. Elastiklik parametrlari qiymatlaridagi farqning sababi uchta asosiy modulning bir vaqtning o'zida ishlashi bo'lib, ular bo'yicha hisoblangan. turli usullar. Biroq, ular orasidagi farq kichik, bu elastiklikni o'rganishda etarlicha aniqlikni ko'rsatadi. Shuning uchun, siz hisob-kitoblar va formulalarga osib qo'ymasligingiz kerak, balki ma'lum bir elastiklik qiymatini olishingiz va uni doimiy sifatida ishlatishingiz kerak. Agar siz alohida modullar bo'yicha hisob-kitoblarni amalga oshirmasangiz, lekin hisob-kitobni kompleks tarzda amalga oshirsangiz, qiymat (E) 200 GPa bo'ladi.
Shuni tushunish kerakki, bu qiymatlar turli xil qo'shimchalarga ega bo'lgan po'latlar va boshqa moddalardan tayyorlangan qismlarni o'z ichiga olgan po'lat buyumlar uchun farq qiladi, ammo bu qiymatlar biroz farq qiladi. Elastiklik indeksiga asosiy ta'sir uglerod tarkibiga ta'sir qiladi, ammo po'latni qayta ishlash usuli - issiq prokat yoki sovuq shtamplash, sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi.
Po'latdan yasalgan buyumlarni tanlashda ular elastik modul bilan bir xil tarzda tartibga solinadigan yana bitta ko'rsatkichdan foydalanadilar. GOST va SNiP nashrlari jadvallarida- bu tortishish, siqish va egilish yuklariga hisoblangan qarshilik. Ushbu indikatorning o'lchami elastik modulning o'lchami bilan bir xil, ammo qiymatlar uchta kattalikdan kichikroq. Ushbu indikator ikkita maqsadga ega: standart va dizayn qarshiligi, nomlar o'zlari uchun gapiradi - konstruktiv quvvat hisob-kitoblarini amalga oshirishda dizayn qarshiligi qo'llaniladi. Shunday qilib, prokat qalinligi 10 dan 20 mm gacha bo'lgan C255 po'latining dizayn qarshiligi 240 MPa, standart qiymati 245 MPa. 20 dan 30 mm gacha bo'lgan prokat mahsulotlarining hisoblangan qarshiligi biroz pastroq va 230 MPa ni tashkil qiladi.
instrument.guru
| Payvandlash dunyosi
Elastik modul
Elastiklik moduli (Yang moduli) E – elastik deformatsiya jarayonida materialning taranglik/siqilishga chidamliligini yoki bu o‘q bo‘ylab kuch ta’sirida o‘q bo‘ylab deformatsiyalanish xususiyatini tavsiflaydi; kuchlanish va cho'zilish nisbati sifatida aniqlanadi. Young moduli odatda oddiygina elastiklik moduli deb ataladi.
1 kgf/mm 2 = 10 -6 kgf/m 2 = 9,8 10 6 N/m 2 = 9,8 10 7 din/sm 2 = 9,81 10 6 Pa = 9,81 MPa
Material | E | ||
---|---|---|---|
kgf/mm 2 | 10 7 N/m 2 | MPa | |
Metalllar | |||
alyuminiy | 6300-7500 | 6180-7360 | 61800-73600 |
Tavlangan alyuminiy | 6980 | 6850 | 68500 |
berilliy | 30050 | 29500 | 295000 |
Bronza | 10600 | 10400 | 104000 |
Alyuminiy bronza, quyma | 10500 | 10300 | 103000 |
Prokatlangan fosforli bronza | 11520 | 11300 | 113000 |
Vanadiy | 13500 | 13250 | 132500 |
Vanadiy tavlangan | 15080 | 14800 | 148000 |
vismut | 3200 | 3140 | 31400 |
Vismut quyma | 3250 | 3190 | 31900 |
Volfram | 38100 | 37400 | 374000 |
Tungsten tavlangan | 38800-40800 | 34200-40000 | 342000-400000 |
Gafniy | 14150 | 13900 | 139000 |
Duralumin | 7000 | 6870 | 68700 |
O'ralgan duralumin | 7140 | 7000 | 70000 |
Temir ishlangan | 20000-22000 | 19620-21580 | 196200-215800 |
Quyma temir | 10200-13250 | 10000-13000 | 100000-130000 |
Oltin | 7000-8500 | 6870-8340 | 68700-83400 |
Tavlangan oltin | 8200 | 8060 | 80600 |
Invar | 14000 | 13730 | 137300 |
Indiy | 5300 | 5200 | 52000 |
Iridium | 5300 | 5200 | 52000 |
kadmiy | 5300 | 5200 | 52000 |
Kadmiy quyma | 5090 | 4990 | 49900 |
Tavlangan kobalt | 19980-21000 | 19600-20600 | 196000-206000 |
Konstantan | 16600 | 16300 | 163000 |
Guruch | 8000-10000 | 7850-9810 | 78500-98100 |
Guruchli kema | 10000 | 9800 | 98000 |
Sovuq chizilgan guruch | 9100-9890 | 8900-9700 | 89000-97000 |
Magniy | 4360 | 4280 | 42800 |
Manganin | 12600 | 12360 | 123600 |
Mis | 13120 | 12870 | 128700 |
Deformatsiyalangan mis | 11420 | 11200 | 112000 |
Quyma mis | 8360 | 8200 | 82000 |
Prokatlangan mis | 11000 | 10800 | 108000 |
Sovuq chizilgan mis | 12950 | 12700 | 127000 |
Molibden | 29150 | 28600 | 286000 |
Nikel kumush | 11000 | 10790 | 107900 |
Nikel | 20000-22000 | 19620-21580 | 196200-215800 |
Nikel tavlangan | 20600 | 20200 | 202000 |
Niobiy | 9080 | 8910 | 89100 |
Qalay | 4000-5400 | 3920-5300 | 39200-53000 |
Qalay quyma | 4140-5980 | 4060-5860 | 40600-58600 |
Osmiy | 56570 | 55500 | 555000 |
Palladiy | 10000-14000 | 9810-13730 | 98100-137300 |
Palladiyli quyma | 11520 | 11300 | 113000 |
Platina | 17230 | 16900 | 169000 |
Platina bilan tavlangan | 14980 | 14700 | 147000 |
Rodyum tavlangan | 28030 | 27500 | 275000 |
Rutenium tavlangan | 43000 | 42200 | 422000 |
Qo'rg'oshin | 1600 | 1570 | 15700 |
Qo'rg'oshin quyma | 1650 | 1620 | 16200 |
Kumush | 8430 | 8270 | 82700 |
Tozalangan kumush | 8200 | 8050 | 80500 |
Asbob po'lati | 21000-22000 | 20600-21580 | 206000-215800 |
Qotishma po'lat | 21000 | 20600 | 206000 |
Maxsus po'lat | 22000-24000 | 21580-23540 | 215800-235400 |
Karbonli po'lat | 19880-20900 | 19500-20500 | 195000-205000 |
Chelik quyish | 17330 | 17000 | 170000 |
Tantal | 19000 | 18640 | 186400 |
Tavlangan tantal | 18960 | 18600 | 186000 |
Titan | 11000 | 10800 | 108000 |
Chromium | 25000 | 24500 | 245000 |
Sink | 8000-10000 | 7850-9810 | 78500-98100 |
Ruxlangan sink | 8360 | 8200 | 82000 |
Quyma sink | 12950 | 12700 | 127000 |
Zirkonyum | 8950 | 8780 | 87800 |
Quyma temir | 7500-8500 | 7360-8340 | 73600-83400 |
Quyma temir oq, kulrang | 11520-11830 | 11300-11600 | 113000-116000 |
Egiluvchan quyma temir | 15290 | 15000 | 150000 |
Plastmassalar | |||
Pleksiglas | 535 | 525 | 5250 |
Seluloid | 173-194 | 170-190 | 1700-1900 |
Organik shisha | 300 | 295 | 2950 |
Kauchuklar | |||
Kauchuk | 0,80 | 0,79 | 7,9 |
Yumshoq vulkanizatsiyalangan kauchuk | 0,15-0,51 | 0,15-0,50 | 1,5-5,0 |
Daraxt | |||
Bambuk | 2000 | 1960 | 19600 |
qayin | 1500 | 1470 | 14700 |
olxa | 1600 | 1630 | 16300 |
Eman | 1600 | 1630 | 16300 |
archa | 900 | 880 | 8800 |
temir daraxt | 2400 | 2350 | 32500 |
Qarag'ay | 900 | 880 | 8800 |
Minerallar | |||
Kvarts | 6800 | 6670 | 66700 |
Har xil materiallar | |||
Beton | 1530-4100 | 1500-4000 | 15000-40000 |
Granit | 3570-5100 | 3500-5000 | 35000-50000 |
Ohaktosh zich | 3570 | 3500 | 35000 |
Kvarts ipi (eritilgan) | 7440 | 7300 | 73000 |
Katgut | 300 | 295 | 2950 |
Muz (-2 °C da) | 300 | 295 | 2950 |
Marmar | 3570-5100 | 3500-5000 | 35000-50000 |
Shisha | 5000-7950 | 4900-7800 | 49000-78000 |
Shisha tojlar | 7200 | 7060 | 70600 |
Flint shisha | 5500 | 5400 | 70600 |
Adabiyot
- Qisqacha jismoniy va texnik ma'lumotnoma. T.1 / Ed. ed. K.P. Yakovleva. M.: FIZMATGIZ. 1960. – 446 b.
- Rangli metallarni payvandlash bo'yicha qo'llanma / S.M. Gurevich. Kiev: Naukova Dumka. 1981. 680 b.
- ga qoʻllanma elementar fizika/ N.N. Koshkin, M.G. Shirkevich. M., fan. 1976. 256 b.
- Jismoniy miqdorlar jadvallari. Qo'llanma / Ed. I.K. Kikoina. M., Atomizdat. 1976, 1008 bet.
Qurilish ishlarida har qanday materialdan foydalanishdan oldin, uni qanday boshqarishni, qanday mexanik stressni qabul qilishini va hokazolarni bilish uchun uning jismoniy xususiyatlari bilan tanishib chiqishingiz kerak. Ko'pincha e'tibor beradigan muhim xususiyatlardan biri elastik moduldir.
Quyida biz kontseptsiyaning o'zi, shuningdek, qurilish va ta'mirlash ishlaridagi eng mashhur materiallardan biri - po'latga nisbatan ushbu qiymatni ko'rib chiqamiz. Misol uchun, boshqa materiallar uchun ushbu ko'rsatkichlar ham ko'rib chiqiladi.
Elastiklik moduli - bu nima?
Materialning elastiklik moduli deyiladi jismoniy miqdorlar to'plami, bu qattiq jismning unga qo'llaniladigan kuch sharoitida elastik deformatsiya qilish qobiliyatini tavsiflaydi. Bu E harfi bilan ifodalanadi. Shunday qilib, maqolada davom etadigan barcha jadvallarda eslatib o'tiladi.
Elastiklik qiymatini aniqlashning faqat bitta usuli bor deb aytish mumkin emas. Ushbu miqdorni o'rganishga turlicha yondashuvlar bir vaqtning o'zida bir nechta turli xil yondashuvlar mavjudligiga olib keldi. Quyida turli materiallar uchun ushbu xarakteristikaning ko'rsatkichlarini hisoblashning uchta asosiy usuli keltirilgan:
Materialning elastiklik ko'rsatkichlari jadvali
To'g'ridan-to'g'ri po'latning ushbu xususiyatiga o'tishdan oldin, birinchi navbatda, misol va qo'shimcha ma'lumot sifatida, boshqa materiallarga nisbatan ushbu qiymat bo'yicha ma'lumotlarni o'z ichiga olgan jadvalni ko'rib chiqaylik. MPa da o'lchangan ma'lumotlar.
Yuqoridagi jadvaldan ko'rinib turibdiki, bu qiymat turli materiallar uchun farq qiladi va agar biz ushbu ko'rsatkichni hisoblashning u yoki bu variantini hisobga olsak, ko'rsatkichlar ham farqlanadi. Har kim o'ziga mos keladigan ko'rsatkichlarni o'rganish uchun aniq variantni tanlashi mumkin. Young modulini ko'rib chiqish afzalroq bo'lishi mumkin, chunki u ko'pincha bu borada ma'lum bir materialni tavsiflash uchun ishlatiladi.
Boshqa materiallarning ushbu xarakteristikasi haqidagi ma'lumotlarni qisqacha ko'rib chiqqanimizdan so'ng, biz to'g'ridan-to'g'ri po'latning xususiyatlariga alohida o'tamiz.
Boshlanishiga Keling, qiyin raqamlarni ko'rib chiqaylik va har xil turdagi po'lat va po'lat konstruktsiyalar uchun ushbu xususiyatning turli ko'rsatkichlarini oling:
- Quyma uchun elastiklik moduli (E), St.3 va St. 5 2,1*106 kg/sm^2 ga teng.
- 25G2S va 30KhG2S kabi po'latlar uchun bu qiymat 2 * 106 kg / sm ^ 2 ni tashkil qiladi.
- Davriy sim va sovuq chizilgan yumaloq sim uchun 1,8 * 106 kg / sm ^ 2 ga teng elastiklik qiymati mavjud. Sovuq tekislangan armatura uchun ko'rsatkichlar o'xshash.
- Yuqori quvvatli simlarning iplari va to'plamlari uchun qiymat 2·10 6 kg/sm^2 ni tashkil qiladi.
- Po'lat spiral arqonlar va metall yadroli arqonlar uchun qiymat 1,5 · 10 4 kg / sm ^ 2, organik yadroli kabellar uchun esa bu qiymat 1,3 · 10 6 kg / sm ^ 2 dan oshmaydi.
- Prokat uchun kesish moduli (G) 8,4 · 10 6 kg / sm ^ 2 ni tashkil qiladi.
- Va nihoyat, Poissonning po'lat uchun nisbati 0,3 ga teng
Bular po'lat va po'lat mahsulotlari turlari uchun berilgan umumiy ma'lumotlar. Har bir qiymat barcha jismoniy qoidalarga muvofiq va ushbu xarakteristikaning qiymatlarini olish uchun ishlatiladigan barcha mavjud munosabatlarni hisobga olgan holda hisoblab chiqilgan.
Quyida po'latning ushbu xususiyati haqida barcha umumiy ma'lumotlar beriladi. Qiymatlar n sifatida beriladi Young moduli haqida, va kesish moduli bo'yicha ham ba'zi o'lchov birliklarida (MPa) va boshqalarda (kg/sm2, nyuton*m2).
Chelik va bir nechta turli navlar
Po'latning elastiklik qiymatlari turlicha, chunki bir vaqtning o'zida bir nechta modullar mavjud, ular boshqacha hisoblab chiqilgan va hisoblangan. Siz shuni ko'rishingiz mumkinki, printsipial jihatdan ko'rsatkichlar unchalik farq qilmaydi, bu turli xil materiallarning elastikligini turli xil tadqiqotlar foydasiga ko'rsatadi. Ammo barcha hisob-kitoblar, formulalar va qadriyatlarga chuqur kirib borishning hojati yo'q, chunki kelajakda unga e'tibor qaratish uchun ma'lum bir egiluvchanlik qiymatini tanlash kifoya.
Aytgancha, agar siz barcha qiymatlarni raqamli nisbatlarda ifodalamasangiz, lekin ularni darhol olib, to'liq hisoblab chiqsangiz, po'latning bu xususiyati quyidagilarga teng bo'ladi: E=200000 MPa yoki E=2039000 kg/sm^2.
Ushbu ma'lumot sizga elastiklik moduli tushunchasini tushunishga yordam beradi, shuningdek, po'lat, po'lat buyumlar va boshqa bir qator materiallar uchun ushbu xarakteristikaning asosiy qiymatlari bilan tanishishga yordam beradi.
Shuni esda tutish kerakki, elastik modul ko'rsatkichlari turli xil po'lat qotishmalari va boshqa birikmalarni o'z ichiga olgan turli po'lat konstruktsiyalar uchun farq qiladi. Ammo bunday sharoitlarda ham ko'rsatkichlar unchalik farq qilmasligini sezishingiz mumkin. Po'latning elastik moduli amalda strukturaga bog'liq. va shuningdek, uglerod miqdori bo'yicha. Po'latni issiq yoki sovuq ishlov berish usuli ham bu ko'rsatkichga katta ta'sir ko'rsata olmaydi.