Limita de curgere a substanțelor. Cum se determină puterea de curgere

Cuprins:

Limita de curgere a substanțelor. Cum se determină puterea de curgere
Limita de curgere a substanțelor. Cum se determină puterea de curgere
Anonim

Limita de curgere este tensiunea corespunzătoare valorii reziduale a alungirii după îndepărtarea sarcinii. Determinarea acestei valori este necesară pentru selectarea metalelor utilizate în producție. Dacă acest parametru nu este luat în considerare, acest lucru poate duce la un proces intens de dezvoltare a deformării într-un material selectat incorect. Este foarte important să luați în considerare limitele de curgere atunci când proiectați diferite structuri metalice.

puterea de curgere
puterea de curgere

Caracteristici fizice

Punta de randament se referă la indicatorii de rezistență. Ele reprezintă o deformare macroplastică cu o întărire destul de mică. Din punct de vedere fizic, acest parametru poate fi reprezentat ca o caracteristică a materialului și anume: efort, care corespunde valorii inferioare a limitei de curgere din graficul (diagrama) întinderii materialelor. Aceasta poate fi reprezentată și ca o formulă: σT=PT/F0, unde PT înseamnă sarcina de curgere, iar F0 corespunde inițialuluiaria secțiunii transversale a probei luate în considerare. PT stabilește așa-numita graniță între zonele de deformare elastic-plastică și elastică ale materialului. Chiar și o ușoară creștere a tensiunii (peste DC) va provoca o deformare semnificativă. Limita de curgere a metalelor este de obicei măsurată în kg/mm2 sau N/m2. Valoarea acestui parametru este influențată de diverși factori, de exemplu, modul de tratament termic, grosimea probei, prezența elementelor de aliere și a impurităților, tipul, microstructura și defecte ale rețelei cristaline etc. Limita de curgere se modifică semnificativ cu temperatura. Luați în considerare un exemplu de semnificație practică a acestui parametru.

limita de curgere a metalului
limita de curgere a metalului

Limita de curgere a conductelor

Cea mai evidentă este influența acestei valori în construcția conductelor de sisteme de în altă presiune. În astfel de structuri, ar trebui utilizat oțel special, care are limite de curgere suficient de mari, precum și indicatori de decalaj minim între acest parametru și rezistența la tracțiune. Cu cât limita oțelului este mai mare, cu atât mai mare, în mod natural, ar trebui să fie indicatorul valorii admisibile a tensiunii de funcționare. Acest fapt are un impact direct asupra valorii rezistenței oțelului și, în consecință, asupra întregii structuri în ansamblu. Datorită faptului că parametrul valorii admisibile de proiectare a sistemului de tensiuni are un impact direct asupra valorii necesare a grosimii peretelui în țevile utilizate, este important să se calculeze cât mai precis posibil caracteristicile de rezistență ale oțelului care vor fi folosit la fabricareconducte. Una dintre cele mai autentice metode de determinare a acestor parametri este efectuarea unui studiu pe un eșantion discontinuu. În toate cazurile, este necesar să se țină cont de diferența dintre valorile indicatorului luat în considerare, pe de o parte, și valorile de stres admisibile, pe de altă parte.

În plus, ar trebui să știți că limita de curgere a metalului este întotdeauna stabilită ca rezultat al măsurătorilor detaliate reutilizabile. Însă sistemul de tensiuni admisibile este adoptat în mod covârșitor pe baza standardelor sau, în general, ca urmare a condițiilor tehnice realizate, precum și pe baza experienței personale a producătorului. În sistemele de conducte trunchi, întreaga colecție de reglementare este descrisă în SNiP II-45-75. Deci, setarea factorului de siguranță este o sarcină practică destul de complicată și foarte importantă. Determinarea corectă a acestui parametru depinde în întregime de acuratețea valorilor calculate ale tensiunii, sarcinii și rezistenței la curgere a materialului.

limita de curgere a conductei
limita de curgere a conductei

Atunci când aleg izolația termică pentru sistemele de conducte, se bazează și pe acest indicator. Acest lucru se datorează faptului că aceste materiale intră direct în contact cu baza metalică a țevii și, în consecință, pot lua parte la procese electrochimice care afectează negativ starea conductei.

Materiale de întindere

Limita de curgere la tracțiune determină cantitatea la care tensiunea va rămâne aceeași sau va scădea în ciuda alungirii. Adică, acest parametru va atinge un punct critic atunci când există o tranziție de la elastic laregiunea de deformare plastică a materialului. Se dovedește că limita de curgere poate fi determinată prin testarea tijei.

limită de curgere la tracțiune
limită de curgere la tracțiune

calculul vineri

În rezistența materialelor, limita de curgere este tensiunea la care începe să se dezvolte deformarea plastică. Să vedem cum se calculează această valoare. În experimentele efectuate cu probe cilindrice, valoarea tensiunii normale în secțiune transversală se determină în momentul apariției deformării ireversibile. Folosind aceeași metodă în experimentele cu torsiune a probelor tubulare, se determină limita de curgere la forfecare. Pentru majoritatea materialelor, acest indicator este determinat de formula σTs√3. În unele cazuri, alungirea continuă a unei probe cilindrice într-o diagramă de efort normal vs. alungire are ca rezultat descoperirea unui așa-numit dinte de curgere, adică o scădere bruscă a tensiunii înainte de a avea loc deformarea plastică.

În plus, creșterea în continuare a unei astfel de distorsiuni la o anumită valoare are loc la o tensiune constantă, care se numește FET fizic. Dacă aria de curgere (secțiunea orizontală a graficului) are o întindere mare, atunci un astfel de material se numește în mod ideal plastic. Dacă diagrama nu are o platformă, atunci mostrele se numesc întărire. Într-un astfel de caz, este imposibil să se precizeze cu exactitate valoarea la care va avea loc deformarea plastică.

determinarea limitei de curgere
determinarea limitei de curgere

Care este limita de curgere condiționată?

Să ne dăm seama care este acest parametru. În cazurile în care diagrama de stres nu are zone pronunțate, este necesară determinarea FET-ului condiționat. Deci aceasta este valoarea tensiunii la care deformarea reziduală relativă este de 0,2 la sută. Pentru a o calcula pe diagrama tensiunilor de-a lungul axei de definiție ε, este necesar să se lase deoparte o valoare egală cu 0, 2. Din acest punct se trasează o linie dreaptă, paralelă cu secțiunea inițială. Ca rezultat, punctul de intersecție al liniei drepte cu linia diagramei determină valoarea limitei de curgere condiționată pentru un anumit material. Acest parametru se mai numește și PT tehnic. În plus, limitele de curgere condiționate la torsiune și încovoiere se disting separat.

limita de curgere condiționată
limita de curgere condiționată

Flux de topire

Acest parametru determină capacitatea metalelor topite de a umple forme liniare. Fluiditatea topiturii pentru aliaje metalice și metale are propriul termen în industria metalurgică - fluiditate. De fapt, aceasta este reciproca vâscozității dinamice. Sistemul Internațional de Unități (SI) exprimă fluiditatea unui fluid în Pa-1c-1.

Rezistența temporară la tracțiune

Să vedem cum este determinată această caracteristică a proprietăților mecanice. Forța este capacitatea unui material, în anumite limite și condiții, de a percepe diverse influențe fără a se prăbuși. Proprietățile mecanice sunt de obicei determinate folosind diagrame de tensiune condiționată. Pentru testare, standardmostre. Instrumentele de testare sunt echipate cu un dispozitiv care înregistrează diagrama. Creșterea sarcinilor peste norma provoacă o deformare plastică semnificativă a produsului. Limita de curgere și rezistența la întindere corespund celei mai mari sarcini care precede distrugerea completă a probei. La materialele ductile, deformarea este concentrată într-o zonă, unde apare o îngustare locală a secțiunii transversale. Se mai numește și gâtul. Ca urmare a dezvoltării de alunecări multiple, în material se formează o densitate mare de luxații și apar și așa-numitele discontinuități de nucleare. Ca urmare a măririi lor, în probă apar pori. Fuzionarea între ele formează fisuri care se propagă în direcția transversală față de axa de tensiune. Și în momentul critic, proba este complet distrusă.

Ce este un PT armat?

Aceste produse fac parte integrantă din betonul armat, destinate, de regulă, să reziste la forțele de tracțiune. De obicei se folosește armătură din oțel, dar există și excepții. Aceste produse trebuie să funcționeze împreună cu masa de beton în toate etapele de încărcare a acestei structuri, fără excepție, și să aibă proprietăți plastice și durabile. Și, de asemenea, îndeplinesc toate condițiile de industrializare a acestor tipuri de muncă. Proprietățile mecanice ale oțelului utilizat la fabricarea fitingurilor sunt stabilite de GOST și de condițiile tehnice relevante. GOST 5781-61 prevede patru clase de aceste produse. Primele trei sunt destinate structurilor convenționale, precum și barelor netensionate la pre-sistemele solicitate. Limita de curgere a armăturii, în funcție de clasa de produs, poate ajunge la 6000 kg/cm2. Deci, pentru prima clasă, acest parametru este de aproximativ 500 kg/cm2, pentru a doua - 3000 kg/cm2, pentru a treia 4000 kg/cm 2, în timp ce al patrulea are 6000 kg/cm2.

puterea de curgere a armaturii
puterea de curgere a armaturii

Limita de curgere a oțelurilor

Pentru produsele lungi în versiunea de bază a GOST 1050-88, sunt furnizate următoarele valori PT: nota 20 - 25 kgf/mm2, gradul 30 - 30 kgf/mm 2, marca 45 - 36 kgf/mm2. Cu toate acestea, pentru aceleași oțeluri, fabricate prin acord prealabil între consumator și producător, limitele de curgere pot avea valori diferite (același GOST). Deci, oțelul de gradul 30 va avea un PT în valoare de 30 până la 41 kgf/mm2, iar gradul 45 va fi în intervalul 38-50 kgf/mm 2.

Concluzie

La proiectarea diferitelor structuri din oțel (clădiri, poduri etc.), limita de curgere este utilizată ca indicator al standardului de rezistență la calcularea valorilor sarcinilor admisibile în funcție de factorul de siguranță specificat. Dar pentru recipientele sub presiune, valoarea sarcinii admisibile este calculată pe baza PT, precum și a rezistenței la tracțiune, ținând cont de specificațiile condițiilor de funcționare.

Recomandat: