Вязкость. Способы оценки. Влияние температуры. Усталостная прочность.


Вязкость — способность материала поглощать механическую энергию (работу) при деформировании образцов.


Способы оценки вязкости.

Ударная вязкость характеризует надежность материала, его способность сопротивляться хрупкому разрушению

Испытание проводят на образцах с надрезами определенной формы и размеров. Образец устанавливают на опорах копра надрезом в сторону, противоположную удару ножа маятника,который поднимают на определенную высоту.


На разрушение образца затрачивается работа:


Формула

где:

Р – вес маятника,

Н – высота подъема маятника до удара,

h – высота подъема маятника после удара.


Характеристикой вязкости является ударная вязкость – удельная работа разрушения.


Формула


где:

Формула – площадь поперечного сечения в месте надреза.


Порог хладоломкости – температурный интервал изменения характера разрушения, является важным параметром конструкционной прочности. Чем ниже порог хладоломкости, тем менее чувствителен металл к концентраторам напряжений (резкие переходы, отверстия, риски), к скорости деформации.


При вязком состоянии металла в изломе более 90% волокон, за верхний порог хладоломкости Тв принимается температура, обеспечивающая такое состояние. При хрупком состоянии металла в изломе 10% волокон, за нижний порог хладоломкости Тн принимается температура, обеспечивающая такое состояние. В технике за порог хладоломкости принимают температуру, при которой в изломе 50% вязкой составляющей. Причем эта температура должна быть ниже температуры эксплуатации изделий не менее чем на 40 градусов Цельсия.


Усталость ‐ разрушение материала при повторных знакопеременных напряжениях, величина которых не превышает предела текучести.

Усталостная прочность – способность материала сопротивляться усталости.

Процесс усталости состоит из трех этапов.


Схема зарождения и развития трещины при переменном изгибе круглого образца
↑ Схема зарождения и развития трещины при переменном изгибе круглого образца

1. Образование трещины в наиболее нагруженной части сечения, которая подвергалась микродеформациям и получила максимальное упрочнение

2. Постепенное распространение трецины, гладкая притертая поверхность

3. Окончательное разрушение, зона “долома“, живое сечение уменьшается,а истинное напряжение увеличивается, пока не происходит разрушение хрупкое или вязкое


Характеристики усталостной прочности определяются при циклических испытаниях “изгиб при вращении“.


Испытания на усталость
↑ Испытания на усталость (а), кривая усталости (б)
К списку Рандомный вопрос