Alyuminiyning elastiklik moduli kg sm2. Turli qurilish materiallari uchun dizayn qarshiligi va elastik modullar

Metallurgiyani rivojlantirish va metall buyumlar ishlab chiqarish uchun boshqa tegishli sohalar qurol yaratishga majburdir. Dastlab ular rangli metallarni eritishni o'rgandilar, ammo mahsulotlarning mustahkamligi nisbatan past edi. Faqat temir va uning qotishmalarining paydo bo'lishi bilan ularning xususiyatlarini 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, ishlab chiqarish texnologiyalari ishlab chiqildi. Og'ir qurollar o'rniga engil qilichlar va qilichlar keldi. Shu bilan birga mehnat qurollari ham yaratildi. Quvvat xususiyatlarining oshishi bilan asboblar va ishlab chiqarish usullari yaxshilandi.

Yuklarning turlari

Metalllardan foydalanganda turli xil statik va dinamik yuklar qo'llaniladi. Quvvat nazariyasida quyidagi yuk turlarini aniqlash odatiy holdir.

• Siqish - ta'sir qiluvchi kuch ob'ektni siqib chiqaradi, bu esa yukni qo'llash yo'nalishi bo'yicha uzunlikning pasayishiga olib keladi. Bunday deformatsiya ma'lum bir og'irlikni qo'llab-quvvatlaydigan to'shaklar, qo'llab-quvvatlovchi yuzalar, ustunlar va boshqa bir qator tuzilmalar tomonidan seziladi. Ko'priklar va paromlar, avtomobil va traktor ramkalari, poydevor va armatura - bu barcha strukturaviy elementlar doimiy siqilish ostida.

• Cho'zish - yuk tanani ma'lum bir yo'nalishda uzaytirishga intiladi. Yuk ko'tarish va tashish mashinalari va mexanizmlari yuklarni ko'tarish va tashishda shunga o'xshash yuklarni boshdan kechiradi.

• Kesish va kesish - bunday yuklanish bir o'q bo'ylab bir-biriga yo'naltirilgan kuchlarning ta'sirida kuzatiladi. Birlashtiruvchi elementlar (murvatlar, vintlardek, perchinlar va boshqa apparatlar) shunga o'xshash turdagi yukga duchor bo'ladi. Korpuslar, metall ramkalar, vites qutilari va mexanizmlar va mashinalarning boshqa birliklarini loyihalashda har doim birlashtiruvchi qismlar mavjud. Qurilmalarning ishlashi ularning kuchiga bog'liq.

• Buralish - agar ob'ektga bir-biridan ma'lum masofada joylashgan kuchlar juftligi ta'sir qilsa, u holda moment paydo bo'ladi. Bunday harakatlar burilish deformatsiyasiga olib keladi. Xuddi shunday yuklar vites qutilarida ham kuzatiladi, vallar xuddi shunday yukga duchor bo'ladi. Ko'pincha qiymat jihatidan o'zgaruvchan. Vaqt o'tishi bilan harakat qiluvchi kuchlarning kattaligi o'zgaradi.

• Bükme - ob'ektlarning egriligini o'zgartiradigan yuk egilish deb hisoblanadi. Ko'priklar, zinapoyalar, konsollar, ko'targichlar va boshqa qismlar xuddi shunday yuklanishga duchor bo'ladi.

Elastiklik moduli haqida tushuncha

17-asrning o'rtalarida 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, tushunchalar kiritiladi:

1. Mexanikada ma'lum bir hududga qo'llaniladigan yuk sifatida o'lchanadigan s stress (kgf / sm², N / m², Pa).
2. Yuklanish ta'sirida qattiq jismning deformatsiyalanish qobiliyatini aniqlaydigan elastiklik moduli E (ma'lum bir yo'nalishda kuch qo'llanilishi). O'lchov birliklari kgf / sm² (N / m², Pa) da aniqlanadi.

Guk qonuniga muvofiq formula e = sz / E ko'rinishida yoziladi, bu erda:

• e - nisbiy cho'zilish;
• s - normal stress.

Elastik jismlar uchun Guk qonunini ko'rsatish:

Berilgan bog'liqlikdan ma'lum bir material uchun E qiymati empirik tarzda chiqariladi, E = s / e.

Elastiklik moduli - bu tananing va uning strukturaviy materialining normal kuchlanish yoki bosim yuklari ostidagi qarshiligini tavsiflovchi doimiy qiymat.

Kuch nazariyasida Yangning elastiklik moduli tushunchasi qabul qilingan. Ushbu ingliz tadqiqotchisi normal yuk ostida kuch ko'rsatkichlarini o'zgartirish usullarining aniqroq tavsifini berdi.

Ba'zi materiallar uchun elastiklik modulining qiymatlari 1-jadvalda keltirilgan.

1-jadval: Metall va qotishmalarning elastiklik moduli

Turli po'lat navlari uchun elastik modul

Metallurglar po'latning bir necha yuz navlarini ishlab chiqdilar. Ular turli kuch qiymatlariga ega. 2-jadvalda eng keng tarqalgan po'latlar uchun xarakteristikalar ko'rsatilgan.

2-jadval: Cheliklarning elastikligi

Video: Guk qonuni, elastiklik moduli.

Kuchli modullar

Oddiy yuklashdan tashqari, materiallarga boshqa kuch ta'siri ham mavjud.

Kesish moduli G qattiqlikni aniqlaydi. Ushbu xarakteristika ob'ektning shaklini o'zgartiradigan yukning chegara qiymatini ko'rsatadi.

Ommaviy modul K materialning hajmini o'zgartirish uchun uning 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: Chelik uchun mustahkamlik moduli

Boshqa materiallar uchun kuch xususiyatlarining qiymatlari maxsus adabiyotlarda ko'rsatilgan. Biroq, ayrim 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.

Muhandislik dizaynining asosiy vazifalaridan biri qurilish materialini va profilning optimal kesimini tanlashdir. Minimal mumkin bo'lgan massa bilan tizimning yuk ta'sirida shaklda qolishini ta'minlaydigan o'lchamni topish kerak.

Masalan, strukturaning oralig'i sifatida qancha po'lat I-nurni ishlatish kerak? Agar biz kerakli o'lchamdan pastroq profilga ega bo'lsak, biz strukturaning yo'q qilinishini kafolatlaymiz. Agar ko'proq bo'lsa, bu metalldan irratsional foydalanishga va natijada og'irroq tuzilishga, o'rnatishning murakkablashishiga, moliyaviy xarajatlarning oshishiga olib keladi. Po'latning elastiklik moduli kabi tushunchani bilish yuqoridagi savolga javob beradi va ishlab chiqarishning dastlabki bosqichida ushbu muammolar paydo bo'lishining oldini oladi.

Umumiy tushuncha

Elastik modul (shuningdek, Young moduli deb ham ataladi) materialning mexanik xususiyatlarining ko'rsatkichlaridan biri bo'lib, uning kuchlanish deformatsiyasiga chidamliligini tavsiflaydi. Boshqacha qilib aytganda, uning qiymati materialning plastikligini ko'rsatadi. Elastiklik moduli qanchalik katta bo'lsa, har qanday novda kamroq cho'ziladi, qolgan barcha narsalar teng (yuk qiymati, tasavvurlar maydoni va boshqalar).

Elastiklik nazariyasida Yang moduli E harfi bilan belgilanadi. U Guk qonunining (elastik jismlarning deformatsiyalanish qonuni) ajralmas qismi hisoblanadi. Materialda yuzaga keladigan stressni va uning deformatsiyasini bog'laydi.

Xalqaro standart birliklar tizimiga muvofiq MPa da o'lchanadi. Ammo amalda muhandislar kgf / sm2 o'lchamidan foydalanishni afzal ko'rishadi.

Elastiklik modulini aniqlash ilmiy laboratoriyalarda empirik tarzda amalga oshiriladi. Ushbu usulning mohiyati maxsus jihozlarda dumbbell shaklidagi material namunalarini sindirishdan iborat. Namuna yo'q qilingan kuchlanish va cho'zilishni o'rganib, ular bu o'zgaruvchilarni bir-biriga bo'lishadi va shu bilan Young modulini olishadi.

Biz darhol shuni ta'kidlaymizki, bu usul plastik materiallarning elastik modullarini aniqlaydi: 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 parametrlar talab qilinadi:

• Qattiqlik - elastiklik moduli va profilning tasavvurlar maydonining mahsulotidir. Qattiqlik kattaligiga ko'ra, materialning emas, balki umuman strukturaning plastikligini baholash mumkin. U kilogramm kuch bilan o'lchanadi.
• 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 uzunligiga (100 mm) bo'linib, biz 0,05 nisbiy cho'zilishni olamiz. O'zgaruvchi o'lchamsiz. Ba'zi hollarda idrok qilish qulayligi uchun u foizga aylantiriladi.
• Kesish cho'zilishi yuqoridagi paragrafga o'xshash tarzda hisoblanadi, lekin bu erda uzunlik o'rniga barning diametri hisobga olinadi. Tajribalar shuni ko'rsatadiki, ko'pchilik materiallar uchun ko'ndalang cho'zilish bo'ylamadan 3-4 baravar kam.
• Zımba 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 namunani kesish kuchlanishiga duchor bo'lganda, ya'ni kuch vektori tana yuzasiga 90 gradusga yo'naltirilganda elastik xususiyatlarni tavsiflaydi. Bunday yuklarga misol qilib kesish uchun perchinlar, maydalash uchun mixlar va boshqalarni keltirish mumkin. Umuman olganda, kesish moduli materialning yopishqoqligi kabi tushuncha bilan bog'liq.
• Ommaviy modul bir xil, ko'p qirrali yukni qo'llash uchun material hajmining o'zgarishi bilan tavsiflanadi. Bu hajmli bosimning hajmli siqilish deformatsiyasiga nisbati. Bunday ishlarning namunasi suvga botirilgan namunadir, uning ustida suyuqlik bosimi uning butun maydoniga ta'sir qiladi.

Yuqoridagilarga qo'shimcha ravishda, ayrim turdagi materiallar yukning yo'nalishiga qarab turli xil mexanik xususiyatlarga ega ekanligini ta'kidlash kerak. Bunday materiallar anizotropik sifatida tavsiflanadi. Ko'zga ko'ringan misollar - yog'och, laminatlangan plastmassalar, ayrim turdagi toshlar, matolar va boshqalar.

Izotrop 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 emas. Hatto bir xil material uchun ham u kuchni qo'llash nuqtalariga qarab o'zgarishi mumkin.

Ba'zi elastik - plastik materiallar ham siqilishda, ham kuchlanishda ishlaganda ko'proq yoki kamroq doimiy elastiklik moduliga ega: mis, alyuminiy, po'lat. Boshqa hollarda, moslashuvchanlik profilning shakliga qarab o'zgarishi mumkin.

Mana, ba'zi materiallarning Young moduli qiymatlariga (million kgssm2) misollar:

• 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'qishlardagi farqni ko'rib chiqing:

• Yuqori sifatli konstruktiv po'lat (20, 45) - 2.01.
• Oddiy sifatli po'lat (3-modda, 6-modda) - 2.00.
• Kam qotishma po'latlar (30KhGSA, 40Kh) - 2,05.
• Zanglamaydigan po'latlar (12X18H10T) - 2,1.
• Qolib po'lat (9KhMF) - 2.03.
• Bahor po'lati (60S2) - 2.03.
• Rulman po'lati (ShX15) - 2.1.

Shuningdek, po'latlar uchun elastiklik modulining qiymati prokat turiga qarab o'zgaradi:

• Yuqori quvvatli sim - 2.1.
• To'qilgan arqon - 1,9.
• Metall yadroli kabel - 1,95.

Ko'rib turganingizdek, elastik deformatsiya modullari qiymatlaridagi po'latlar orasidagi og'ishlar kichikdir. Shuning uchun ko'pgina muhandislik hisoblarida xatolarni e'tiborsiz qoldirish va E = 2.0 qiymatini olish mumkin.

Temir-beton konstruktsiyalarni hisoblash uchun me'yoriy ma'lumotlar

Jadval 2. Betonning elastikligi modullari (SP 52-101-2003 bo'yicha)

2.1-jadval SNiP 2.03.01-84 * (1996) bo'yicha betonning elastikligi modullari

Eslatmalar:
1. Chiziq ustidagi qiymatlar MPa, chiziq ostida - kgf / sm va sup2.
2. Beton zichligining oraliq qiymatlarida engil, uyali va g'ovakli beton uchun elastiklikning dastlabki modullari chiziqli interpolyatsiya bilan olinadi.
3. Avtoklavlanmagan gazbeton uchun E b qiymatlari avtoklavlangan beton kabi 0,8 koeffitsientga ko'paytiriladi.
4. Betonni kuchlanish uchun E b qiymatlari og'ir beton kabi 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 kuchining dizayn qiymatlari (SP 52-101-2003 bo'yicha)

4.1-jadval SNiP 2.03.01-84 * (1996) ga muvofiq betonning bosim kuchining dizayn qiymatlari

Jadval 5. Betonning kuchlanish kuchining hisoblangan qiymatlari (SP 52-101-2003 bo'yicha)

Jadval 6. 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) bo'yicha B va K sinflarini mustahkamlash uchun standart qarshiliklar

Jadval 7. Armatura uchun dizayn qarshiliklari (SP 52-101-2003 bo'yicha)

7.1-jadval SNiP 2.03.01-84 * (1996) ga muvofiq A sinfini mustahkamlash uchun dizayn qarshiliklari

7.2-jadval SNiP 2.03.01-84 * (1996) bo'yicha B va K sinflarini mustahkamlash uchun dizayn qarshiliklari

Metall konstruktsiyalarni hisoblash uchun me'yoriy ma'lumotlar

Jadval 8. Bino va inshootlarning po'lat konstruktsiyalari uchun GOST 27772-88 bo'yicha qatlamli, keng polosali universal va shaklli mahsulotlarning kuchlanish, siqish va bükme (SNiP II-23-81 (1990) bo'yicha) standart va dizayn qarshiliklari.

Eslatmalar:
1. Strukturaviy shakllarning qalinligi sifatida rafning qalinligi (uning minimal qalinligi 4 mm) olinishi kerak.
2. Standart qarshilik uchun GOST 27772-88 bo'yicha chiqish nuqtasi va yakuniy qarshilikning standart qiymatlari olinadi.
3. Hisoblangan qarshiliklarning qiymatlari standart qarshiliklarni 5 MPa (50 kgf / sm & sup2) gacha yaxlitlangan material uchun ishonchlilik omillariga bo'lish yo'li bilan olinadi.

Jadval 9. 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- bo'yicha mos ravishda 6, 7 va 9, 12, 13 va 15 toifali po'latlarni almashtiradi. 73 *.
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 * ga muvofiq 1-15 toifadagi tegishli po'lat navlarini almashtiradi.
3. GOST 27772-88 bo'yicha po'latlarni boshqa davlat umumittifoq standartlari va texnik shartlarga muvofiq etkazib beriladigan po'latlar bilan almashtirish ko'zda tutilmagan.

Elastiklik moduli birliklarini konvertatsiya qilish, Young moduli (E), yakuniy kuch, kesish moduli (G), oquvchanlik

Bosim birliklarining batafsil ro'yxati (ha, bu birliklar o'lchamlari bo'yicha bosim birliklari bilan bir xil, ammo ular ma'noga mos kelmaydi :)

• 1 Pa (N / m 2) = 0,0000102 Atmosfera (metrik)
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0000099 Standart atmosfera Atmosfera (standart) = Standart atmosfera
• 1 Pa (N / m 2) = 0,00001 Bar / Bar
• 1 Pa (N / m 2) = 10 Barad / Barad
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0007501 Santimetr Hg. Art. (0 ° C)
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0101974 santimetr. Art. (4 ° C)
• 1 Pa (N / m 2) = 10 Din / kvadrat santimetr
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0003346 Fut suv (4 ° C)
• 1 Pa (N / m 2) = 10 -9 Gigapaskal
• 1 Pa (N / m 2) = 0,01 Gektopaskal
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0002953 Dumov Hg / Simob dyuym (0 ° C)
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0002961 InHg. Art. / Simob dyuym (15,56 ° C)
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0040186 Dumov v.st. / Dyuym suv (15,56 ° C)
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0040147 Dumov v.st. / dyuym suv (4 ° C)
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0000102 kgf / sm 2 / Kilogramm kuch / santimetr 2
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0010197 kgf / dm 2 / Kilogramm kuch / dekimetr 2
• 1 Pa (N / m 2) = 0,101972 kgf / m 2 / Kilogramm kuch / metr 2
• 1 Pa (N / m 2) = 10 -7 kgf / mm 2 / Kilogramm kuch / millimetr 2
• 1 Pa (N / m 2) = 10 -3 kPa
• 1 Pa (N / m 2) = 10 -7 Kilopound kuch / kvadrat dyuym
• 1 Pa (N / m 2) = 10 -6 MPa
• 1 Pa (N / m 2) = 0,000102 metr suv ustuni / Metr suv (4 ° C)
• 1 Pa (N / m 2) = 10 Mikrobar / Mikrobar (barye, barrie)
• 1 Pa (N / m 2) = 7,50062 Mikron Hg / Mikron simob (millitor)
• 1 Pa (N / m 2) = 0,01 Millibar / Millibar
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0075006 Millimetr simob (0 ° C)
• 1 Pa (N / m 2) = 0,10207 Millimetr w.c. / Millimetr suv (15,56 ° C)
• 1 Pa (N / m 2) = 0,10197 Millimetr w.c. / Millimetr suv (4 ° C)
• 1 Pa (N / m 2) = 7,5006 Millitor / Millitorr
• 1 Pa (N / m 2) = 1N / m 2 / Nyuton / kvadrat metr
• 1 Pa (N / m2) = 32,1507 Kunlik untsiya / sq. dyuym / Untsiya kuchi (avdp) / kvadrat dyuym
• 1 Pa (N / m2) = 0,0208854 Kvadrat boshiga funt-kuch. fut / Pound kuch / kvadrat fut
• 1 Pa (N / m 2) = 0,000145 Kvadrat uchun funt-kuch. dyuym / Pound kuch / kvadrat dyuym
• 1 Pa (N / m2) = 0,671969 sq uchun funt. fut / funt / kvadrat fut
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0046665 Kvadrat boshiga funt. dyuym / funt / kvadrat dyuym
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0000093 kvadrat boshiga uzun tonna. oyoq / Ton (uzun) / oyoq 2
• 1 Pa (N / m 2) = 10 -7 Uzun tonna kvadrat boshiga. dyuym / Tonna (uzun) / dyuym 2
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0000104 kvadrat boshiga qisqa tonna. oyoq / Ton (qisqa) / oyoq 2
• 1 Pa (N / m 2) = 10 -7 Ton kvadrat boshiga. dyuym / Ton / dyuym 2
• 1 Pa (N / m 2) = 0,0075006 Torr / Torr

Muhandislik dizaynining asosiy asosiy vazifasi - optimal profil uchastkasini va qurilish materialini tanlash. Yuk ta'sirida minimal mumkin bo'lgan massa bilan tizimning shakli saqlanishini ta'minlaydigan aniq o'lchamni topish kerak. Masalan, strukturaviy nur sifatida qanday po'latdan foydalanish kerak? Materialni irratsional ravishda ishlatish mumkin, o'rnatish yanada murakkablashadi va struktura og'irlashadi va moliyaviy xarajatlar oshadi. Bu savolga po'latning elastiklik moduli kabi tushuncha javob beradi. Bundan tashqari, bu muammolar juda erta bosqichda paydo bo'lishining oldini olishga imkon beradi.

Umumiy tushunchalar

Elastik modul (Yang moduli) materialning mexanik xususiyatining ko'rsatkichi bo'lib, uning kuchlanish deformatsiyasiga chidamliligini tavsiflaydi. Boshqacha qilib aytganda, bu materialning plastikligining qiymati. Elastiklik modulining qiymatlari qanchalik baland bo'lsa, har qanday novda boshqa teng yuklar (kesima maydoni, yuk qiymati va boshqalar) ostida kamroq cho'ziladi.

Elastiklik nazariyasidagi Yang moduli E harfi bilan belgilanadi. U Guk qonunining tarkibiy qismidir (elastik jismlarning deformatsiyasi). Bu qiymat namunada yuzaga keladigan kuchlanish va uning deformatsiyasini bog'laydi.

Ushbu qiymat standart xalqaro birliklar tizimiga muvofiq MPa (Megapaskal) bilan o'lchanadi.... Ammo amalda muhandislar kgf / sm2 o'lchamidan foydalanishga ko'proq moyil.

Ushbu ko'rsatkichni aniqlash ilmiy laboratoriyalarda empirik tarzda amalga oshiriladi. Ushbu usulning mohiyati maxsus jihozlar yordamida dumbbell shaklidagi material namunalarining yorilishi hisoblanadi. Namuna yiqilib tushgan cho'zilish va kuchlanishni bilib, o'zgaruvchan ma'lumotlarni bir-biriga bo'ling. Olingan qiymat Yangning elastiklik moduli hisoblanadi.

Shunday qilib, elastik materiallarning faqat Young moduli aniqlanadi: mis, po'lat va boshqalar. Va mo'rt materiallar yoriqlar paydo bo'lguncha siqiladi: beton, quyma temir va boshqalar.

Mexanik xususiyatlar

Faqat kuchlanish yoki siqilishda ishlaganda, Youngning elastiklik moduli ma'lum bir materialning harakatini taxmin qilishga yordam beradi. Ammo bükme, kesish, maydalash va boshqa yuklarni bajarishda siz qo'shimcha parametrlarni kiritishingiz kerak bo'ladi:

Yuqorida aytilganlarning barchasiga qo'shimcha ravishda, ba'zi materiallar yukning yo'nalishiga qarab turli xil mexanik xususiyatlarga ega ekanligini ta'kidlash kerak. Bunday materiallar anizotropik deb ataladi. Bunga matolar, ayrim turdagi toshlar, laminatlangan plastmassalar, yog'och va boshqalar misol bo'ladi.

Izotrop materiallar har qanday yo'nalishda bir xil mexanik xususiyatlarga va elastik deformatsiyaga ega. Bunday materiallarga metallar kiradi: alyuminiy, mis, quyma temir, po'lat va boshqalar, shuningdek, kauchuk, beton, tabiiy toshlar, laminatsiyalanmagan plastmassalar.

Elastik modul

Shuni ta'kidlash kerakki, bu qiymat doimiy emas. Hatto bitta material uchun u kuch qo'llanilgan nuqtalarga qarab boshqa ma'noga ega bo'lishi mumkin. Ba'zi plastik-elastik materiallar kuchlanishda ham, siqilishda ham ishlaganda elastiklik modulining deyarli doimiy qiymatiga ega: po'lat, alyuminiy, mis. Va bu qiymat profilning shakli bilan o'lchanadigan holatlar mavjud.

Ba'zi qiymatlar (qiymat millionlab kgf / sm2 da ko'rsatilgan):

1. Alyuminiy - 0,7.
2. Don bo'ylab yog'och - 0,005.
3. Don bo'ylab yog'och - 0,1.
4. Beton - 0,02.
5. Tosh granit toshlari - 0,09.
6. Tosh g'isht ishlari - 0,03.
7. Bronza - 1,00.
8. Guruch - 1,01.
9. Kulrang quyma temir - 1,16.
10. Oq quyma temir - 1,15.

Po'latlar uchun elastik modullar ko'rsatkichlaridagi farq ularning navlariga qarab:

Ushbu qiymat ijara turiga qarab ham o'zgaradi:

1. Metall yadroli kabel - 1,95.
2. To'qilgan arqon - 1,9.
3. Yuqori quvvatli sim - 2.1.

Ko'rinib turibdiki, po'latning elastik modullari qiymatlaridagi og'ishlar ahamiyatsiz. Shuning uchun ko'pchilik muhandislar hisob-kitoblarni amalga oshirayotganda xatolarni e'tiborsiz qoldiradilar va 2,00 ga teng qiymatni qabul qiladilar.

Po'lat konstruktsiyalar uchun materiallarning fizik xususiyatlari

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)

Eslatma. Elastiklik modulining qiymatlari oldindan cho'zilgan arqonlar uchun butun arqon uchun uzilish kuchining kamida 60% kuchi bilan berilgan.

Simlar va simlarning fizik xususiyatlari

Elastik modul- qattiq (material, modda) unga kuch ta'sir qilganda elastik deformatsiyaga (ya'ni doimiy emas) qobiliyatini tavsiflovchi bir nechta jismoniy miqdorlarning umumiy nomi. Elastik deformatsiya sohasida tananing elastiklik moduli umumiy holatda kuchlanishga bog'liq va kuchlanishning deformatsiyaga bog'liqligi hosilasi (gradienti), ya'ni qiyalik tangensi bilan belgilanadi. kuchlanish-deformatsiya diagrammasining dastlabki chiziqli qismi:

E = def d s d e <=>> >

Eng keng tarqalgan holatda, kuchlanish va kuchlanish o'rtasidagi bog'liqlik chiziqli (Guk qonuni):

E = s e >> .

Agar kuchlanish paskallarda o'lchansa, deformatsiya o'lchovsiz kattalik bo'lganligi sababli, E uchun o'lchov birligi ham paskal bo'ladi. Muqobil ta'rif - elastiklik moduli - bu namunaning uzunligini ikki baravar oshirish uchun etarli bo'lgan kuchlanish. Ushbu ta'rif ko'pchilik materiallar uchun to'g'ri emas, chunki bu qiymat materialning chiqish nuqtasidan yoki cho'zilish chiziqli bo'lmagan qiymatdan ancha katta, lekin u yanada intuitiv bo'lishi mumkin.

Stress va deformatsiyalarni o'zgartirish usullarining xilma-xilligi, shu jumladan kuch ta'sirining turli yo'nalishlari elastik modullarning ko'p turlarini aniqlashga imkon beradi. Bu erda uchta asosiy modul mavjud:

Chiziqli elastik xususiyatlarga ega bo'lgan bir hil va izotropik materiallar (qattiq) har qanday modulning juftligi bo'lgan ikkita elastik modul bilan to'liq tavsiflanadi. Agar bir juft elastik modul berilgan bo'lsa, boshqa barcha modullarni quyidagi jadvalda ko'rsatilgan formulalar yordamida olish mumkin.

To'g'ri kelmaydigan oqimlarda kesish kuchlanishi yo'q, shuning uchun kesish moduli har doim nolga teng. Bu shuningdek, Young modulining nolga tengligini nazarda tutadi.

yoki ikkinchi Lamé parametri

Elastik modullar(E) ba'zi moddalar uchun.

Eslatma: 1. Elastiklik modulini kgf / sm 2 ga aniqlash uchun jadval qiymati 10 ga ko'paytiriladi (aniqrog'i 10.1937).

2. Elastik modullarning qiymatlari E metallar uchun, yog'och, duvarcılık tegishli SNiPlarga muvofiq belgilanishi kerak.

Temir-beton konstruksiyalarni hisoblash uchun me'yoriy ma'lumotlar:

2-jadval. Betonning dastlabki modullari (SP 52-101-2003 bo'yicha)

2.1-jadval. SNiP 2.03.01-84 * (1996) ga muvofiq betonning egiluvchanligining dastlabki modullari

Eslatmalar (tahrirlash): 1. Chiziq ustidagi qiymatlar MPa, chiziq ostida - kgf / sm 2.

2. Beton zichligining oraliq qiymatlarida engil, uyali va g'ovakli beton uchun elastiklikning dastlabki modullari chiziqli interpolyatsiya bilan olinadi.

3. Avtoklav bo'lmagan qattiqlashuvning gazbetonlari uchun qiymatlar Eb avtoklavlangan beton uchun bo'lgani kabi, 0,8 koeffitsientga ko'paytiriladi.

4. Betonni oldindan kuchlanish uchun, qiymatlar E b a = 0,56 + 0,006V koeffitsientiga ko'paytirish bilan og'ir beton uchun qabul qilingan.

5. Qavslar ichida berilgan beton navlari ko'rsatilgan beton sinflariga to'liq mos kelmaydi.

3-jadval. Beton qarshilikning standart qiymatlari (SP 52-101-2003 bo'yicha)

4-jadval. Beton qarshilikning taxminiy qiymatlari (SP 52-101-2003 bo'yicha)

4.1-jadval. SNiP 2.03.01-84 * (1996) ga muvofiq betonning bosim kuchining dizayn 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 sinflarini mustahkamlash 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 sinfini mustahkamlash uchun dizayn qarshiliklari

7.2-jadval. SNiP 2.03.01-84 * (1996) ga muvofiq B va K sinflarini mustahkamlash uchun dizayn qarshiliklari

Metall konstruksiyalarni hisoblash uchun normativ ma'lumotlar:

8-jadval. Kesish, siqish va egilishda standart va dizayn qarshiliklari (SNiP II-23-81 (1990) bo'yicha)

Bino va inshootlarning po'lat konstruktsiyalari uchun GOST 27772-88 bo'yicha varaq, keng polosali universal va konstruktiv shakllar

Eslatmalar (tahrirlash):

1. Strukturaviy shakllarning qalinligi sifatida rafning qalinligi (uning minimal qalinligi 4 mm) olinishi kerak.

2. Standart qarshilik uchun GOST 27772-88 bo'yicha chiqish nuqtasi va yakuniy qarshilikning standart qiymatlari olinadi.

3. Hisoblangan qarshiliklarning qiymatlari standart qarshiliklarni 5 MPa (50 kgf / sm 2) gacha yaxlitlangan material uchun ishonchlilik omillariga bo'lish yo'li bilan olinadi.

9-jadval. GOST 27772-88 bo'yicha po'latlar bilan almashtirilgan po'lat navlari (SNiP II-23-81 (1990) bo'yicha)

Eslatmalar (tahrirlash): 1. GOST 27772-88 bo'yicha 1, 2, 3, 4 toifali S345 va S375 po'latlari mos ravishda GOST 19281-73 * va GOST 19282 bo'yicha 6, 7 va 9, 12, 13 va 15 toifali po'latlarni almashtiradi. -73 *.
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 * ga muvofiq 1-15 toifadagi tegishli po'lat navlarini almashtiradi.
3. GOST 27772-88 bo'yicha po'latlarni boshqa davlat umumittifoq standartlari va texnik shartlarga muvofiq etkazib beriladigan po'latlar bilan almashtirish ko'zda tutilmagan.

Profillangan plitalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan po'lat uchun dizayn qarshiliklari berilgan alohida.

Roʻyxat foydalanilgan adabiyotlar:

1. SNiP 2.03.01-84 "Beton va temir-beton konstruktsiyalar"

2.SP 52-101-2003

3. SNiP II-23-81 (1990) "Po'lat konstruktsiyalar"

4. Aleksandrov A.V. Materiallarning mustahkamligi. Moskva: Oliy maktab. - 2003 yil.

5. Fesik S.P. Materiallarning mustahkamligi bo'yicha qo'llanma. Kiev: Budivelnik. - 1982 yil.