Elasticiteitsmodulus van aluminium kg cm2. Ontwerpweerstanden en elasticiteitsmoduli voor verschillende bouwmaterialen

De ontwikkeling van metallurgie en andere aanverwante gebieden voor de vervaardiging van metalen voorwerpen is te danken aan het maken van wapens. In het begin leerden ze non-ferro metalen smelten, maar de sterkte van de producten was relatief laag. Pas met de komst van ijzer en zijn legeringen begon de studie van hun eigenschappen.

De eerste zwaarden waren vrij zwaar gemaakt om ze hardheid en kracht te geven. De krijgers moesten ze met beide handen vastpakken om ze te kunnen beheersen. In de loop van de tijd verschenen er nieuwe legeringen, werden productietechnologieën ontwikkeld. Lichte sabels en zwaarden zijn in de plaats gekomen van zware wapens. Tegelijkertijd werden arbeidsmiddelen gecreëerd. Met een toename van de sterkte-eigenschappen werden gereedschappen en productiemethoden verbeterd.

Soorten ladingen

Bij het gebruik van metalen worden verschillende statische en dynamische belastingen toegepast. In sterktetheorie is het gebruikelijk om de volgende soorten belasting te bepalen.

• Compressie - de werkende kracht comprimeert het object, waardoor de lengte afneemt in de richting van het aanbrengen van de belasting. Dergelijke vervorming wordt gevoeld door bedden, steunvlakken, palen en een aantal andere constructies die een bepaald gewicht dragen. Bruggen en veerboten, auto- en tractorframes, funderingen en beslag - al deze structurele elementen staan ​​onder constante druk.

• Rekken - de belasting heeft de neiging het lichaam in een bepaalde richting te verlengen. Hijs- en transportmachines en -mechanismen ervaren vergelijkbare belastingen bij het heffen en dragen van lasten.

• Afschuiving en afschuiving - een dergelijke belasting wordt waargenomen in het geval van de werking van krachten die langs één as naar elkaar toe zijn gericht. Verbindingselementen (bouten, schroeven, klinknagels en andere hardware) worden onderworpen aan een soortgelijk type belasting. Bij het ontwerp van behuizingen, metalen frames, versnellingsbakken en andere eenheden van mechanismen en machines zijn er altijd verbindingsdelen. De prestaties van de apparaten zijn afhankelijk van hun sterkte.

• Torsie - als een object wordt beïnvloed door een paar krachten die zich op een bepaalde afstand van elkaar bevinden, treedt er een koppel op. Deze inspanningen hebben de neiging torsievervorming te veroorzaken. Soortgelijke belastingen worden waargenomen in versnellingsbakken; assen worden aan een dergelijke belasting onderworpen. Het is meestal variabel in waarde. In de loop van de tijd verandert de grootte van de werkende krachten.

• Buigen - Een belasting die de kromming van objecten verandert, wordt beschouwd als buigen. Bruggen, sporten, consoles, takels en andere onderdelen worden onderworpen aan een gelijkaardige belasting.

Het concept van de elasticiteitsmodulus

In het midden van de 17e eeuw begon het materiaalonderzoek gelijktijdig in verschillende landen. Er zijn verschillende methoden voorgesteld om de sterkte-eigenschappen te bepalen. De Engelse onderzoeker Robert Hooke (1660) formuleerde de belangrijkste bepalingen van de wet over de rek van elastische lichamen als gevolg van het uitoefenen van een belasting (wet van Hooke). De concepten worden ook geïntroduceerd:

1. Spanning σ, die in de mechanica wordt gemeten als een belasting die wordt uitgeoefend op een bepaald gebied (kgf / cm², N / m², Pa).
2. De elasticiteitsmodulus E, die het vermogen van een vaste stof bepaalt om te vervormen onder invloed van belasting (uitoefening van een kracht in een bepaalde richting). Meeteenheden worden ook gedefinieerd in kgf / cm² (N / m², Pa).

De formule volgens de wet van Hooke is geschreven in de vorm ε = σz / E, waarbij:

• ε - relatieve verlenging;
• σz is de normale spanning.

Demonstratie van de wet van Hooke voor elastische lichamen:

Uit de gegeven afhankelijkheid wordt de waarde van E voor een bepaald materiaal empirisch afgeleid, E = σz / ε.

De elasticiteitsmodulus is een constante waarde die de weerstand van een lichaam en zijn constructiemateriaal onder normale trek- of drukbelastingen kenmerkt.

In de krachttheorie wordt het concept van de elasticiteitsmodulus van Young geaccepteerd. Deze Engelse onderzoeker gaf een meer specifieke beschrijving van de methoden voor het wijzigen van de sterkte-indicatoren onder normale belasting.

De waarden van de elasticiteitsmodulus voor sommige materialen staan ​​in tabel 1.

Tabel 1: Elasticiteitsmodulus voor metalen en legeringen

Elastische modulus voor verschillende staalsoorten

Metallurgen hebben honderden staalsoorten ontwikkeld. Ze hebben verschillende sterktewaarden. Tabel 2 toont de kenmerken voor de meest voorkomende staalsoorten.

Tabel 2: Elasticiteit van staal

Video: Wet van Hooke, elasticiteitsmodulus.

Krachtmodules

Naast de normale belasting zijn er nog andere krachteffecten op materialen.

Afschuifmodulus G bepaalt de stijfheid. Deze eigenschap toont de grenswaarde van de belasting die de vorm van het object verandert.

De bulkmodulus K bepaalt de elastische eigenschappen van een materiaal om het volume te veranderen. Bij elke vervorming verandert de vorm van het object.

Poisson-verhouding μ bepaalt de verandering in de verhouding van relatieve compressie tot spanning. Deze waarde is alleen afhankelijk van de eigenschappen van het materiaal.

Voor verschillende staalsoorten zijn de waarden van deze modules weergegeven in Tabel 3.

Tabel 3: Sterktemodulus voor staal

Voor andere materialen zijn de waarden van de sterkte-eigenschappen aangegeven in de speciale literatuur. In sommige gevallen worden echter individuele onderzoeken uitgevoerd. Dergelijke studies zijn vooral relevant voor bouwmaterialen. Bij bedrijven waar producten van gewapend beton worden geproduceerd, worden regelmatig tests uitgevoerd om de grenswaarden te bepalen.

Een van de belangrijkste taken van technisch ontwerp is de keuze van het constructiemateriaal en de optimale doorsnede van het profiel. Het is noodzakelijk om de maat te vinden die met een zo klein mogelijke massa ervoor zorgt dat het systeem onder invloed van belasting in vorm blijft.

Welk nummer van een stalen I-balk moet bijvoorbeeld worden gebruikt als overspanning van een constructie? Als we een profiel nemen met afmetingen onder de vereiste, dan krijgen we gegarandeerd de vernietiging van de constructie. Als er meer is, leidt dit tot een irrationeel gebruik van metaal en bijgevolg tot een zwaardere constructie, een ingewikkeldere installatie, een stijging van de financiële kosten. Kennis van een concept als de elasticiteitsmodulus van staal zal een antwoord geven op de bovenstaande vraag en zal het optreden van deze problemen in het zeer vroege productiestadium vermijden.

Algemeen concept

Elastische modulus (ook bekend als Young's modulus) is een maat voor de mechanische eigenschappen van een materiaal dat de weerstand tegen trekvervorming kenmerkt. Met andere woorden, de waarde ervan geeft de plasticiteit van het materiaal aan. Hoe groter de elasticiteitsmodulus, hoe minder een staaf zal uitrekken, terwijl alle andere zaken gelijk blijven (belastingswaarde, dwarsdoorsnede, enz.).

In de elasticiteitstheorie wordt Young's modulus aangeduid met de letter E. Het is een integraal onderdeel van de wet van Hooke (de wet van vervorming van elastische lichamen). Verbindt de spanning die in het materiaal ontstaat en de vervorming ervan.

Gemeten in MPa volgens het International Standard System of Units. Maar in de praktijk geven ingenieurs de voorkeur aan de afmeting kgf/cm2.

De bepaling van de elasticiteitsmodulus wordt empirisch uitgevoerd in wetenschappelijke laboratoria. De essentie van deze methode bestaat uit het breken van haltervormige materiaalmonsters op speciale apparatuur. Nadat ze de spanning en rek hadden geleerd waarbij het monster werd vernietigd, delen ze deze variabelen door elkaar, waardoor de Young's modulus werd verkregen.

We merken meteen op dat deze methode de elasticiteitsmoduli van kunststoffen bepaalt: staal, koper, enz. Brosse materialen - gietijzer, beton - worden samengeperst tot er scheuren ontstaan.

Aanvullende kenmerken van mechanische eigenschappen

De elasticiteitsmodulus maakt het mogelijk om het gedrag van het materiaal alleen te voorspellen bij compressie of spanning. In aanwezigheid van dergelijke soorten belastingen zoals pletten, scheren, buigen, enz., Zijn aanvullende parameters vereist:

• Stijfheid is het product van de elasticiteitsmodulus en het dwarsdoorsnedeoppervlak van het profiel. Door de waarde van de stijfheid kan men de plasticiteit van niet het materiaal beoordelen, maar de structurele eenheid als geheel. Het wordt gemeten in kilogram kracht.
• Longitudinale verlenging geeft de verhouding aan van de absolute verlenging van het monster tot de totale lengte van het monster. Er werd bijvoorbeeld een bepaalde kracht uitgeoefend op een staaf van 100 mm lang. Hierdoor is hij 5 mm kleiner geworden. Als we de verlenging (5 mm) delen door de oorspronkelijke lengte (100 mm), krijgen we een relatieve verlenging van 0,05. De variabele is dimensieloos. In sommige gevallen wordt het, voor het gemak van waarneming, omgezet in procenten.
• Afschuifrek wordt op dezelfde manier berekend als de bovenstaande paragraaf, maar in plaats van lengte wordt hier de diameter van de staaf beschouwd. Experimenten tonen aan dat voor de meeste materialen de transversale rek 3-4 keer kleiner is dan de longitudinale.
• De Punch Ratio is de verhouding van de relatieve longitudinale rek tot de relatieve transversale rek. Met deze parameter kunt u de vormverandering onder invloed van een belasting volledig beschrijven.
• De afschuifmodulus kenmerkt de elastische eigenschappen wanneer het monster wordt onderworpen aan schuifspanningen, d.w.z. in het geval dat de krachtvector 90 graden op het lichaamsoppervlak is gericht. Voorbeelden van dergelijke belastingen zijn het werk van klinknagels voor het knippen, spijkers voor pletten, enz. Over het algemeen wordt de afschuifmodulus geassocieerd met een concept als de viscositeit van een materiaal.
• De bulkmodulus wordt gekenmerkt door een verandering in het volume van het materiaal voor een uniforme veelzijdige belastingtoepassing. Is de verhouding van volumetrische druk tot volumetrische compressiespanning. Een voorbeeld van dergelijk werk is een monster ondergedompeld in water, waarop vloeistofdruk over het hele gebied inwerkt.

Naast het bovenstaande moet worden vermeld dat sommige soorten materialen verschillende mechanische eigenschappen hebben, afhankelijk van de richting van de belasting. Dergelijke materialen worden gekenmerkt als anisotroop. Prominente voorbeelden zijn hout, gelamineerde kunststoffen, sommige steensoorten, stoffen en meer.

Isotrope materialen hebben dezelfde mechanische eigenschappen en elastische vervorming in elke richting. Deze omvatten metalen (staal, gietijzer, koper, aluminium, enz.), niet-gelamineerde kunststoffen, natuursteen, beton, rubber.

Elastische moduluswaarde

Opgemerkt moet worden dat de modulus van Young niet constant is. Zelfs voor hetzelfde materiaal kan het fluctueren, afhankelijk van de punten waarop de kracht wordt uitgeoefend.

Sommige elastische - plastic materialen hebben een min of meer constante elasticiteitsmodulus wanneer ze zowel onder druk als onder spanning werken: koper, aluminium, staal. In andere gevallen kan de veerkracht variëren op basis van de vorm van het profiel.

Hier zijn voorbeelden van Young's moduluswaarden (in miljoenen kgssm2) van sommige materialen:

• Wit gietijzer - 1.15.
• Grijs gietijzer -1.16.
• Messing - 1.01.
• Brons - 1.00.
• Baksteen metselwerk - 0,03.
• Granieten metselwerk - 0,09.
• Beton - 0,02.
• Hout langs de nerf - 0,1.
• Hout dwars door de korrel - 0,005.
• Aluminium - 0,7.

Houd rekening met het verschil in aflezingen tussen de elasticiteitsmoduli voor staal, afhankelijk van de kwaliteit:

• Hoogwaardig constructiestaal (20, 45) - 2.01.
• Staal van normale kwaliteit (Art. 3, Art. 6) - 2.00.
• Laaggelegeerde staalsoorten (30KhGSA, 40Kh) - 2,05.
• Roestvast staal (12X18H10T) - 2.1.
• Matrijsstaal (9KhMF) - 2.03.
• Verenstaal (60S2) - 2.03.
• Lagerstaal (ШХ15) - 2.1.

Ook de waarde van de elasticiteitsmodulus voor staal verandert op basis van het type gewalst materieel:

• Hoge sterkte draad - 2.1.
• Gevlochten touw - 1.9.
• Metaalkern kabel - 1,95.

Zoals u kunt zien, zijn de afwijkingen tussen de staalsoorten in de waarden van de moduli van elastische vervorming klein. Daarom kunnen in de meeste technische berekeningen fouten worden verwaarloosd en kan de waarde E = 2,0 worden genomen.

Wettelijke gegevens voor berekeningen van constructies van gewapend beton

Tabel 2. Elasticiteitsmodules van beton (volgens SP 52-101-103)

Tabel 2.1 Elasticiteitsmodules van beton volgens SNiP 2.03.01-84 * (1996)

Opmerkingen:
1. Boven de lijn staan ​​de waarden in MPa, onder de lijn - in kgf/cm & sup2.
2. Voor lichtgewicht, cellenbeton en poreus beton met tussenliggende waarden van betondichtheid, worden de initiële elasticiteitsmoduli genomen door lineaire interpolatie.
3. Voor cellenbeton van niet-autoclaafverharding worden de Eb-waarden genomen zoals voor geautoclaveerd beton, vermenigvuldigd met een factor 0,8.
4. Voor het belasten van beton worden de waarden van Eb genomen als voor zwaar beton, vermenigvuldigd met een factor
een= 0,56 + 0,006V.

Tabel 3. Standaardwaarden van betonweerstand (volgens SP 52-101-103)

Tabel 4. Ontwerpwaarden van betondruksterkte (volgens SP 52-101-103)

Tabel 4.1 Ontwerpwaarden van betondruksterkte volgens SNiP 2.03.01-84 * (1996)

Tabel 5. Berekende waarden van de treksterkte van beton (volgens SP 52-101-2003)

Tabel 6. Standaardweerstanden voor fittingen (volgens SP 52-101-103)

Tabel 6.1 Standaardweerstanden voor klasse A fittingen volgens SNiP 2.03.01-84 * (1996)

Tabel 6.2 Standaardweerstanden voor wapening van de klassen B en K volgens SNiP 2.03.01-84 * (1996)

Tabel 7. Ontwerpweerstanden voor wapening (volgens SP 52-101-2003)

Tabel 7.1 Ontwerpweerstanden voor wapening van klasse A volgens SNiP 2.03.01-84 * (1996)

Tabel 7.2 Ontwerpweerstanden voor wapening van de klassen B en K volgens SNiP 2.03.01-84 * (1996)

Normatieve gegevens voor de berekening van metalen constructies

Tabel 8. Standaard- en ontwerpweerstanden bij trek, druk en buiging (volgens SNiP II-23-81 (1990)) van plaat-, breedband-universele en gevormde producten volgens GOST 27772-88 voor staalconstructies van gebouwen en constructies

Opmerkingen:
1. De dikte van de plank (de minimale dikte is 4 mm) moet worden genomen als de dikte van de structurele vormen.
2. Voor de standaardweerstand worden de standaardwaarden van de vloeigrens en de uiteindelijke weerstand volgens GOST 27772-88 genomen.
3. De waarden van de ontwerpweerstanden worden verkregen door de standaardweerstanden te delen door de betrouwbaarheidsfactoren voor het materiaal, afgerond op 5 MPa (50 kgf/cm & sup2).

Tabel 9. Staalsoorten vervangen door staal volgens GOST 27772-88 (volgens SNiP II-23-81 (1990))

Opmerkingen:
1. Staal С345 en С375 van de categorieën 1, 2, 3, 4 volgens GOST 27772-88 vervangen staal van respectievelijk de categorieën 6, 7 en 9, 12, 13 en 15, volgens GOST 19281-73 * en GOST 19282- 73 *.
2. De staalsoorten S345K, S390, S390K, S440, S590, S590K in overeenstemming met GOST 27772-88 vervangen de overeenkomstige staalsoorten van categorieën 1-15 in overeenstemming met GOST 19281-73 * en GOST 19282-73 * die in deze tabel worden vermeld.
3. Vervanging van staal in overeenstemming met GOST 27772-88 door staal geleverd in overeenstemming met andere staatsnormen en specificaties van de Unie wordt niet verstrekt.

Omrekening van eenheden van elasticiteitsmodulus, Young's modulus (E), ultieme sterkte, afschuifmodulus (G), vloeigrens

Een gedetailleerde lijst van drukeenheden (ja, deze eenheden zijn hetzelfde als de drukeenheden qua afmeting, maar ze vallen niet samen in betekenis :)

• 1 Pa (N / m 2) = 0,0000102 Atmosfeer (metrisch)
• 1 Pa (N / m 2) = 0.00000099 Standaardatmosfeer Atmosfeer (standaard) = Standaardatmosfeer
• 1 Pa (N/m2) = 0.00001 Bar/Bar
• 1 Pa (N / m 2) = 10 Barad / Barad
• 1 Pa (N/m2) = 0.0007501 Centimeter Hg. Kunst. (0 ° C)
• 1 Pa (N/m2) = 0,0101974 Centimeter in. Kunst. (4°C)
• 1 Pa (N/m2) = 10 Din/vierkante centimeter
• 1 Pa (N/m 2) = 0.0003346 Voet water (4 ° C)
• 1 Pa (N / m 2) = 10 -9 Gigapascal
• 1 Pa (N / m 2) = 0,01 Hectopascal
• 1 Pa (N/m2) = 0,0002953 Dumov Hg / Inch kwik (0 ° C)
• 1 Pa (N/m2) = 0,0002961 InHg. Kunst. / Inch kwik (15,56 ° C)
• 1 Pa (N/m2) = 0,0040186 Dumov vs.st. / Inch water (15,56°C)
• 1 Pa (N/m2) = 0,0040147 Dumov vs.st. / Inch water (4°C)
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0000102 kgf / cm 2 / Kilogram kracht / centimeter 2
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0010197 kgf / dm 2 / Kilogram kracht / decimeter 2
• 1 Pa (N / m 2) = 0,101972 kgf / m 2 / Kilogram kracht / meter 2
• 1 Pa (N / m 2) = 10 -7 kgf / mm 2 / Kilogram kracht / millimeter 2
• 1 Pa (N/m2) = 10 -3 kPa
• 1 Pa (N / m 2) = 10 -7 Kilopound-kracht / vierkante inch
• 1 Pa (N/m2) = 10 -6 MPa
• 1 Pa (N/m 2) = 0.000102 Meter waterkolom / Meter water (4°C)
• 1 Pa (N/m2) = 10 Microbar / Microbar (barye, barrie)
• 1 Pa (N/m2) = 7.50062 Micron Hg / Micron kwik (millitorr)
• 1 Pa (N / m 2) = 0,01 Millibar / Millibar
• 1 Pa (N/m2) = 0,0075006 Millimeter kwik (0°C)
• 1 Pa (N/m2) = 0,10207 Millimeter w.c. / Millimeter water (15,56°C)
• 1 Pa (N/m2) = 0,10197 Millimeter w.c. / Millimeter water (4°C)
• 1 Pa (N/m2) = 7.5006 Millitorr / Millitorr
• 1 Pa (N / m 2) = 1 N / m 2 / Newton / vierkante meter
• 1 Pa (N / m2) = 32.1507 Dagelijkse ounces / sq. inch / Ounce kracht (avdp) / vierkante inch
• 1 Pa (N / m2) = 0,0208854 Pond-kracht per vierkante meter. voet / pondkracht / vierkante voet
• 1 Pa (N / m 2) = 0,000145 pond-kracht per vierkante meter. inch / pondkracht / vierkante inch
• 1 Pa (N/m2) = 0,671969 Ponden per vierkante meter. voet / pond / vierkante voet
• 1 Pa (N/m2) = 0,0046665 Ponden per vierkante meter inch / pond / vierkante inch
• 1 Pa (N/m 2) = 0.0000093 Lange ton per vierkante meter. voet / Ton (lang) / voet 2
• 1 Pa (N / m 2) = 10 -7 Lange ton per vierkante meter. inch / Ton (lang) / inch 2
• 1 Pa (N/m2) = 0,0000104 Short ton per vierkante meter. voet / Ton (kort) / voet 2
• 1 Pa (N / m 2) = 10 -7 ton per vierkante meter. duim / Ton / duim 2
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0075006 Torr / Torr

De belangrijkste hoofdtaak van technisch ontwerp is de selectie van de optimale profielsectie en het constructiemateriaal. Het is noodzakelijk om precies de maat te vinden die ervoor zorgt dat de vorm van het systeem behouden blijft met een zo klein mogelijke massa onder invloed van de belasting. Wat voor soort staal moet er bijvoorbeeld worden gebruikt als constructiebalk? Het materiaal kan irrationeel worden gebruikt, de installatie wordt ingewikkelder en de constructie wordt zwaarder en de financiële kosten nemen toe. Deze vraag zal worden beantwoord door een concept als de elasticiteitsmodulus van staal. Het zal u ook in staat stellen om het optreden van deze problemen in een zeer vroeg stadium te voorkomen.

Algemene concepten

Elasticiteitsmodulus (Young's modulus) is een indicator van de mechanische eigenschap van een materiaal dat de weerstand tegen trekvervorming kenmerkt. Met andere woorden, dit is de waarde van de plasticiteit van het materiaal. Hoe hoger de waarden van de elasticiteitsmodulus, hoe minder een staaf zal worden uitgerekt onder andere gelijke belastingen (doorsnedeoppervlak, grootte van de belasting, enz.).

De modulus van Young in de elasticiteitstheorie wordt aangeduid met de letter E. Het is een onderdeel van de wet van Hooke (over de vervorming van elastische lichamen). Deze waarde verbindt de spanning die in het monster ontstaat en de vervorming ervan.

Deze waarde wordt gemeten volgens het standaard internationale systeem van eenheden in MPa (Megapascals)... Maar in de praktijk zijn ingenieurs eerder geneigd om de afmeting kgf/cm2 te hanteren.

Deze indicator wordt empirisch bepaald in wetenschappelijke laboratoria. De essentie van deze methode is het scheuren van haltervormige materiaalmonsters met behulp van speciale apparatuur. Als u de rek en spanning kent waarbij het monster instortte, deelt u de variabele gegevens door elkaar. De resulterende waarde is de elasticiteitsmodulus van Young.

Zo wordt alleen Young's modulus van elastische materialen bepaald: koper, staal, enz. En brosse materialen worden samengeperst tot er scheuren ontstaan: beton, gietijzer en dergelijke.

Mechanische eigenschappen

Alleen bij het werken in spanning of compressie helpt de elasticiteitsmodulus van Young om het gedrag van een bepaald materiaal te raden. Maar bij buigen, knippen, pletten en andere belastingen moet u aanvullende parameters invoeren:

Naast al het bovenstaande is het vermeldenswaard dat sommige materialen, afhankelijk van de richting van de belasting, verschillende mechanische eigenschappen hebben. Dergelijke materialen worden anisotroop genoemd. Voorbeelden hiervan zijn stoffen, sommige steensoorten, gelamineerde kunststoffen, hout en meer.

Isotrope materialen hebben dezelfde mechanische eigenschappen en elastische vervorming in elke richting. Dergelijke materialen omvatten metalen: aluminium, koper, gietijzer, staal, enz., Maar ook rubber, beton, natuursteen, niet-gelamineerde kunststoffen.

Elastische modulus

Opgemerkt moet worden dat deze waarde niet constant is. Zelfs voor één materiaal kan het een andere betekenis hebben, afhankelijk van de punten waarop de kracht werd uitgeoefend. Sommige plastisch-elastische materialen hebben een bijna constante waarde van de elasticiteitsmodulus bij zowel trek- als drukwerk: staal, aluminium, koper. En er zijn situaties waarin deze waarde wordt gemeten door de vorm van het profiel.

Enkele waarden (de waarde wordt weergegeven in miljoenen kgf/cm2):

1. Aluminium - 0,7.
2. Hout dwars door de korrel - 0,005.
3. Hout langs de nerf - 0,1.
4. Beton - 0,02.
5. Steen graniet metselwerk - 0,09.
6. Stenen metselwerk - 0,03.
7. Brons - 1.00.
8. Messing - 1.01.
9. Grijs gietijzer - 1.16.
10. Wit gietijzer - 1.15.

Het verschil in de indices van de elastische moduli voor staal, afhankelijk van hun kwaliteiten:

Deze waarde verandert ook afhankelijk van het type verhuur:

1. Een kabel met een metalen kern - 1,95.
2. Gevlochten touw - 1.9.
3. Hoge sterkte draad - 2.1.

Zoals te zien is, zijn de afwijkingen in de waarden van de elasticiteitsmoduli van staal onbeduidend. Het is om deze reden dat de meeste ingenieurs, bij het uitvoeren van hun berekeningen, fouten negeren en een waarde nemen die gelijk is aan 2,00.

Fysieke eigenschappen van materialen voor staalconstructies

2,06 10 5 (2,1 10 6)

0,83 10 5 (0,85 10 6)

0,98 10 5 (1,0 10 6)

1,96 10 5 (2,0 10 6)

1,67 10 5 (1,7 10 6)

1,47 10 5 (1,5 10 6)

1,27 10 5 (1,3 10 6)

0,78 10 5 (0,81 10 6)

Opmerking. De waarden van de elasticiteitsmodulus worden gegeven voor touwen die zijn voorgespannen met een kracht van ten minste 60% van de breekkracht voor het touw als geheel.

Fysieke kenmerken van draden en draden

Elastische modulus- de algemene naam van verschillende fysieke grootheden die kenmerkend zijn voor het vermogen van een vaste stof (materiaal, substantie) om elastisch (dat wil zeggen niet permanent) te vervormen wanneer er een kracht op wordt uitgeoefend. Op het gebied van elastische vervorming hangt de elasticiteitsmodulus van een lichaam in het algemeen af ​​van de spanning en wordt bepaald door de afgeleide (gradiënt) van de afhankelijkheid van spanning op vervorming, dat wil zeggen door de tangens van de helling van de eerste lineaire sectie van het spanning-rekdiagram:

E = def d σ d ε <=>> >

In het meest voorkomende geval is de relatie tussen spanning en rek lineair (wet van Hooke):

E = σ ε >> .

Als spanning wordt gemeten in pascal, dan zal, aangezien vervorming een dimensieloze grootheid is, de eenheid voor E ook pascal zijn. Een alternatieve definitie is de definitie dat de elasticiteitsmodulus de spanning is die voldoende is om het monster in lengte te verdubbelen. Deze definitie is niet nauwkeurig voor de meeste materialen omdat deze waarde veel groter is dan de vloeigrens van het materiaal of de waarde waarbij rek niet-lineair wordt, maar het kan intuïtiever zijn.

De verscheidenheid aan manieren waarop spanningen en rekken kunnen worden gewijzigd, inclusief verschillende richtingen van krachtwerking, maken het mogelijk om vele soorten elastische moduli te definiëren. Er worden hier drie hoofdmodules gegeven:

Homogene en isotrope materialen (vast) met lineair elastische eigenschappen worden volledig beschreven door twee elastische moduli, die een paar willekeurige modules zijn. Als een paar elastische moduli wordt gegeven, kunnen alle andere moduli worden verkregen met behulp van de formules in de onderstaande tabel.

In niet-viskeuze stromen is er geen schuifspanning; daarom is de schuifmodulus altijd nul. Dit impliceert ook de gelijkheid van Young's modulus tot nul.

of de tweede Lamé-parameter

elastische modulus(E) voor sommige stoffen.

Opmerking: 1. Om de elasticiteitsmodulus in kgf / cm 2 te bepalen, wordt de tabelwaarde vermenigvuldigd met 10 (meer precies met 10.1937)

2. Waarden van elastische moduli E voor metalen, hout, moet metselwerk worden gespecificeerd in overeenstemming met de relevante SNiP's.

Wettelijke gegevens voor berekeningen van constructies van gewapend beton:

Tafel 2. Initiële moduli van beton (volgens SP 52-101-2003)

Tabel 2.1. Initiële elasticiteitsmoduli van beton volgens SNiP 2.03.01-84 * (1996)

Notities (bewerken): 1. Boven de lijn staan ​​de waarden in MPa, onder de lijn - in kgf/cm 2.

2. Voor lichtgewicht, cellenbeton en poreus beton met tussenliggende waarden van betondichtheid, worden de initiële elasticiteitsmoduli genomen door lineaire interpolatie.

3. Voor cellenbeton van niet-autoclaafverharding, de waarden: EB genomen als voor geautoclaveerd beton met vermenigvuldiging met een factor 0,8.

4. Voor voorgespannen beton zijn de waarden E b genomen zoals voor zwaar beton vermenigvuldigd met de coëfficiënt a = 0,56 + 0,006V.

5. De tussen haakjes vermelde betonklassen komen niet exact overeen met de opgegeven betonklassen.

Tafel 3. Standaardwaarden van betonweerstand (volgens SP 52-101-2003)

Tabel 4. Geschatte waarden van betonweerstand (volgens SP 52-101-2003)

Tabel 4.1. Ontwerpwaarden van betondruksterkte volgens SNiP 2.03.01-84 * (1996)

Tabel 5. Ontwerpwaarden van de treksterkte van beton (volgens SP 52-101-103)

Tabel 6. Standaard weerstanden voor wapening (volgens SP 52-101-2003)

Tabel 6.1 Standaardweerstanden voor klasse A fittingen volgens SNiP 2.03.01-84 * (1996)

Tabel 6.2. Standaardweerstanden voor versterking van de klassen B en K volgens SNiP 2.03.01-84 * (1996)

Tabel 7. Ontwerpweerstanden voor wapening (volgens SP 52-101-2003)

Tabel 7.1. Ontwerpweerstanden voor wapening van klasse A volgens SNiP 2.03.01-84 * (1996)

Tabel 7.2. Ontwerpweerstanden voor wapening van de klassen B en K volgens SNiP 2.03.01-84 * (1996)

Wettelijke gegevens voor de berekening van metalen constructies:

Tabel 8. Standaard- en ontwerpweerstanden bij trek, druk en buiging (volgens SNiP II-23-81 (1990))

plaat, breedband universele en structurele vormen in overeenstemming met GOST 27772-88 voor staalconstructies van gebouwen en constructies

Notities (bewerken):

1. De dikte van de plank (de minimale dikte is 4 mm) moet worden genomen als de dikte van de structurele vormen.

2. Voor de standaardweerstand worden de standaardwaarden van de vloeigrens en de uiteindelijke weerstand volgens GOST 27772-88 genomen.

3. De waarden van de ontwerpweerstanden worden verkregen door de standaardweerstanden te delen door de betrouwbaarheidsfactoren voor het materiaal, afgerond op 5 MPa (50 kgf/cm 2).

Tabel 9. Staalsoorten vervangen door staal in overeenstemming met GOST 27772-88 (volgens SNiP II-23-81 (1990))

Notities (bewerken): 1. Staalsoorten С345 en С375 van de categorieën 1, 2, 3, 4 volgens GOST 27772-88 vervangen staal van respectievelijk de categorieën 6, 7 en 9, 12, 13 en 15, volgens GOST 19281-73 * en GOST 19282 -73 *.
2. De staalsoorten S345K, S390, S390K, S440, S590, S590K in overeenstemming met GOST 27772-88 vervangen de overeenkomstige staalsoorten van categorieën 1-15 in overeenstemming met GOST 19281-73 * en GOST 19282-73 * die in deze tabel worden vermeld.
3. Vervanging van staal in overeenstemming met GOST 27772-88 door staal geleverd in overeenstemming met andere staatsnormen en specificaties van de Unie wordt niet verstrekt.

Ontwerpweerstanden voor staal dat wordt gebruikt voor de productie van geprofileerde platen worden gegeven afzonderlijk.

Lijst gebruikte literatuur:

1. SNiP 2.03.01-84 "Beton- en gewapende betonconstructies"

2.SP 52-101-2003

3. SNiP II-23-81 (1990) "Staalconstructies"

4. Alexandrov AV Sterkte van materialen. Moskou: Hogere School. - 2003.

5. Fesik SP Handboek over de sterkte van materialen. Kiev: Budivelnik. - 1982.