Физика. Лекция 437.Диаграмма растяжения. Запас прочности.

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. На прошлой лекции мы с вами познакомились с законом Гука в дифференциальной форме из которого следует что при малых деформациях механическое напряжение прямо пропорционально относительному удлинению. Но жизнь так устроена, что бывают ситуации, когда деформация которую испытывает материал уже не будут малыми. Как тогда себя поведет материал? И на этой лекции мы с вами на этот вопрос и будем отвечать. И так давайте начнем с напоминания себе о законе Гука для малых деформаций.

И так мы напомнили себе закон Гука для малой деформации. А что будет если деформация не будет малой? Тогда теоретически получить результат возможно ли вообще? По крайней мере очень сложно. И в таком случае производят, просто, экспериментальные исследования. Результаты этого исследования сначала получают в виде таблицы, а потом эту таблицу используют для построения графика. Графика зависимости механического напряжения от относительного удлинения. И такой график называется диаграммой растяжения. И на этой лекции мы его построим, но перед этим давайте изобразим установку, которую можно использовать для получения этого графика.

Ну а теперь давайте перейдем к самой диаграмме растяжения...

Давайте еще раз повторим важные определения обозначений на диаграмме растяжения.

• Предел пропорциональности - это такое максимальное механическое напряжение при котором выполняется закон Гука.
• Предел упругости - это максимальное механическое напряжение при котором еще не возникает заметной остаточной деформации.
• Предел текучести - это напряжение при котором пластические деформации продолжают расти без увеличения нагрузки.
• Предел прочности - это максимальное механическое напряжение, которое можно создать в материале без его разрушения.

Если участок CD на диаграмме растяжения длинный, то это означает, что материал пластичный.

Этот очень важный факт применяется в такой важной технологической операции, как обработка материала давлением. И в высшей школе для технических специальностей этому посвящены отдельные дисциплины: отдельная часть материаловедения - "Материаловедение. Механические свойства материалов" и "Технология обработки материалов давлением". И в нашем блоге этим важным дисциплинам, по художественной обработки материалов так же будут посвящены отдельные курсы.

Если участок CD короткий или отсутствует, то это означает, что такой материал хрупкий.

Ну а теперь давайте перейдем к следующему вопросу... Когда мы изготавливаем какие-либо детали, то мы рассчитываем на то, что те нагрузки, которые будут они испытывать не будут превышать предела прочности. Но, ведь, бывают случайные ситуации, когда нагрузка становится больше, чем обычно. Ну, например, одно дело ездит по асфальтовой дороге, а другое дело по грунтовой и тем более по горной, там нагрузки могут неожиданно достигнуть таких значений, что превысят предел прочности и рама велосипеда при этом может сломаться. И так вот для того, чтобы этого не происходило при конструировании различных деталей делают так, чтобы максимальная нагрузка, которую испытывает деталь не была равна пределу прочности, а в несколько раз превышала его и это отношение называется особых образом. Это отношение называется запасом прочности.

Запас прочности - это физическая величина равная отношению предела прочности материала к максимальному механическому напряжению, возникающему при эксплуатации материала.

Ну а теперь давайте перейдем к решению задач, для закрепления на практике, полученных нами теоретических знаний.

И так первая задача на определение диаметра стального стержня крюка подъемного крана

Следующая задача на определение наибольшей высоты из которой можно выложить башню из кирпича.

На этом мы эту лекцию закончим.

Если тебе понравилось, подпишись на канал и поддержи автора