Расчет на прочность

Лишь при расчете на прочность деталей очень точных механизмов руководствуются значением предела упругости. При дальнейшем увеличении растягивающего усилия (выше значения предела текучести) образец будет всё больше удлиняться, а диаметр его уменьшаться. Когда усилие достигнет наибольшего значения, в образце начнет образовываться «шейка», т. е. в каком-то месте сечения образца диаметр его уменьшается больше, чем в других местах. Образец в шейке будет наиболее тонким, и в дальнейшем здесь и произойдет разрыв его на две части. Если наибольшую нагрузку Ръ которую выдержал образец до разрыва, разделить на его первоначальную площадь поперечного сечения, то получим предел прочности. Таким образом, пределом прочности называется напряжение, отвечающее максимальной нагрузке, которую выдержал образец во время испытания.

Предел прочности обозначается и выражается в кг/мм2. Предел прочности численно характеризует прочность металлов. Однако он не служит для конструкторов исходной характеристикой при расчете на прочность деталей машин и конструкций, так как при достижении предела прочности материал имеет уже значительные остаточные деформации. Например, когда по мосту проходит поезд, то мост под действием силы тяжести прогибается, но как только поезд прошел, мост должен выпрямиться. Если же усилия, действующие на мост, достигнут предела прочности, то после прохода поезда мост так и останется прогнувшимся. Несмотря на это, предел прочности записывается во многих стандартах и в большинстве технических условий на приемку деталей машин и конструкций, что объясняется следующими причинами:

1. Предел прочности характеризует качество материала. Если предел прочности получается меньше тех значений, которые установлены для данного материала, то это свидетельствует о том, что в материале имеются какие-то пороки (несоответствующий химический состав, неправильно проведена его термическая обработка и др.).

2. Определить предел прочности значительно проще, чем другие характеристики. Указанные выше характеристики (предел упругости, предел текучести и предел прочности) не дают представления о пластических свойствах металлов. Чтобы сделать вывод о том, является ли данный материал апатичным или хрупким, определяют его относительное удлинение и относительное сужение.

Для получения этих характеристик обе половинки разорванного образца складывают плотно вместе и измеряют длину его рабочей части (i) и диаметр образца в том месте, где произошел разрыв (d 1).