Понятие временного сопротивления разрыву.
Временным сопротивлением разрыву называется значение напряжения, возникающее в теле при возникновении в нем относительных удлинений, определенных по разрывающему усилию и площади поперечного сечения.
Другими словами – это механическое напряжение, превышение которого приводит к разрушению материала.
Временное сопротивление по-другому называют пределом прочности. Это выражение прижилось в технической разговорной речи, но в НТД и стандартах применяется термин "временное сопротивление".
При испытаниях материала на прочность определяют:
- Предел прочности при растяжении;
- Предел прочности при сжатии;
- Предел прочности при изгибе;
- Предел прочности при кручении.
Рассмотрим характеристики предела прочности (временного сопротивления разрыву) на примере металла.
Предел прочности стали.
Способность стали сопротивляться деформации и разрушению характеризует ее прочность. На практике это означает, что изделия из металла выдерживают какую-то определенную нагрузку. Пока она находится в заданных пределах – изделие (конструкция) будут работать. Но как только она станет больше максимальной, которую сможет выдержать металл, произойдет его разрушение.
Факторы, влияющие на прочность стали.
Изначально, в зависимости от способа получения стали она обладает определенными характеристиками, в том числе и пределом прочности.
В зависимости от текучести и временного сопротивления сталь подразделяется на семь классов:
- Первый (с пределом прочности 225 МПа);
- Три класса (2-4) с временным сопротивлением 285-390 МПа;
- Три класса (5-7) с временным сопротивлением 440-735 МПа.
При изготовлении различных деталей конструкций требуются сталь с заданными характеристиками, отличающимися от полученных в процессе плавки. С целью их изменения проводятся различные мероприятия технологического, физико-химического и механического характера – изменяют химический состав, подвергают металл закалке, отпуску, отжигу, вводят различные легирующие добавки, меняют технологию прокатки.
Изменение содержания химических элементов существенно влияет на свойства стали. Так, корректировка процентного содержания углерода способствует увеличению прочности и твердости. Марганец повышает ковкость и свариваемость, а кремний влияет на закаливаемость.
В результате проведенных мероприятий сталь получает новые качества (см. табл. 1):
Таблица 1.
При проектировании конструкций из металла важное место занимает расчет его временного сопротивления. Именно от этого показателя зависит работоспособность и безопасность каждой детали или узла механизма, а также всей конструкции в целом.
Наряду с черными временным сопротивлением разрыву обладают и цветные металлы. Пределы прочности некоторых из них указаны в таблице 2:
Таблица 2.
В процессе производства и при изготовлении изделий все металлы подвергаются обязательным испытаниям на прочность. Проверка происходит согласно требованиям соответствующих стандартов (ГОСТ 1497-84, ГОСТ 10145-81 и др.).
