Физические основы прочности металлов

Следовательно, если учитывать фактор времени, то прочность металла есть характеристика, называемая длительной прочностью. Длительная прочность — это предел прочности (временное сопротивление) при данной длительности испытания или напряжение, вызывающее разрушение при данной продолжительности воздействия нагрузки.

Большая часть экспериментальной работы, выполненная в этом направлении, была проведена на стеклопластиках — эпоксидных или полиэфирных. Поскольку прочность стекла сама по себе зависит от времени, многие полагают, что длительная прочность стеклопластиков связана лишь с длительной прочностью стекла. Разрушение под нагрузкой может произойти, даже если прочность волокна не зависит от времени. К сожалению, большая часть экспериментальной работы в осуществлена на стеклопластиках, но даже в этом случае экспериментальные результаты показывают, что принятая там модель разрушения (развиваемая здесь) справедлива. Кроме того, некоторые предварительные исследования по длительной прочности эпоксидных углепластиков показали, что этим материалам свойствен механизм задержки разрушения, хотя, по-видимому, угольные волокна и не подвержены статической усталости.

Методы измерения твердости материалов прочно вошли в практику контроля качества и проведения научных исследований. Научная и практическая ценность этих измерений заключается в том, что по величине твердости можно судить о многих важных характеристиках свойств материалов, а часто и определять их. Из результатов многочисленных исследований следует, что твердость материала зависит от его кристаллической структуры и связана со многими механическими и физическими характеристиками, с пределами текучести, прочности, усталости, с ползучестью и длительной прочностью, сжимаемостью, коррелируется также с некоторыми магнитными и электрическими свойствами. Измерение твердости является простым, но высокочувствительным методом исследования механизма пластической деформации, старения, наклепа, возврата, рекристаллизации и других фазовых и структурных превращений [7].

Вольфрамовые волокна (проволока) обладают более высокой длительной прочностью при температуре от 1100 до 1300 °С по сравнению с длительной прочностью волокон, изготовленных из других металлов.

Наибольшей жаропрочностью (высокими сопротивлением ползучести и длительной прочностью) из группы низколегированных сталей обладают хромомолибденованадиевые, меньшей — хромомолибденовые и наименьшей — молибденовые стали. Кроме пониженной жаропрочности, молибденовые стали склонны к графитизации, ввиду чего они находят все меньшее применение [8].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Вопросы пластичности и прочности твердых тел имеют первостепенное значение для многих отраслей техники. Пластичность и прочность данного материала определяют в конечном счете возможность использования его в строительных сооружениях, в деталях машин, в конструкциях приборов, в инструментах для механической обработки твердых тел и во многих других случаях. Эти же свойства определяют также возможность механической обработки данного материала давлением (ковкой, прокаткой, штамповкой, резанием) и задают мощности применяемых для этой цели машин.

В настоящее время следует проблему прочности и пластичности твердых тел рассматривать с позиций двух областей интересов – физической и технической.

Первая из них включает [9]:

- выяснение физической природы пластичности и прочности твердых тел на основе изучения элементарных процессов, протекающих при деформировании и разрушении;

- систематическое накопление и обобщение новых фактов и закономерностей поведения твердых тел в условиях, встречающихся на практике.

Во вторую область интересов входят все задачи, связанные с применением твердых тел в технике с общим феноменологическим описанием их силового и деформационного поведения при разных видах напряженного состояния и в многообразных условиях эксплуатации с применением этих сведений для расчета прочности и пластичности деталей машин и сооружений на базе формальных теорий прочности и пластичности.

Исследования природы прочности и пластичности твердых тел необходимы для создания строгой физической теории их пластического деформирования и разрушения. Построение такой теории состоит в первую очередь в решении задачи об отступлении строения твердых тел от идеально правильного под воздействием механических факторов и о влиянии нарушений идеального строения твердых тел на их пластичность и прочность.

Совершенно очевидно, что отсутствие физической теории, опирающейся на многообразие экспериментальных фактов, которые удалось накопить в итоге многолетней работы над проблемой, по-прежнему будет тормозить решение ряда возможных практических вопросов. Главнейшие из них состоят в следующем: в разработке принципов создания новых материалов с заданными свойствами, в улучшении существующих материалов, в определении путей дальнейшей рационализации их обработки. Огромное народнохозяйственное значение этих задач очевидно. Между тем до настоящего времени существует заметный разрыв между запросами техники в отношении прочности и пластичности материалов для разнообразных условий их работы в машинах и конструкциях и возможностями теории для отыскания путей решения стоящих задач. Сейчас, в лучшем случае, мы располагаем лишь набросками возможной теории отдельных явлений, а также некоторыми экспериментальными основами теории, охватывающими далеко не полностью стоящие перед нами вопросы [10].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1 Александров, А. В. Основы теории упругости и пластичности: учебник для вузов. / А. В. Александров. – М.: Высшая школа, 1990. – 399 с.

2 Гуль, В. Е. Структура и прочность полимеров, 2 изд. / В. Е.  Гуль. – М.: 1971. – 420 с.

3 Зубчанинов, В. Г. Основы теории упругости и пластичности: учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / В. Г. Зубчанинов. – М.: Высшая школа, 1990. – 368 с.

4 Инденбом, В. Л., Орлов, А. Н. Проблема разрушения в физике прочности, Проблемы прочности. / В. Л. Инденбом, А. Н.  Орлов. - 1990. – 30 с.

5 Курдюмов, Г.В. Физические основы  прочности и пластичности твердых тел. / Г.В. Курдюмов. – М.: - 1975. – 354 c.

6 Зубчанинов, В. Г. Основы теории упругости и пластичности: учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. / В. Г. Зубчанинов. - М.: Высшая школа, 1990. – 368 с.

7 Регель, В. Р., Слуцкер, А. И., Томашевский, Э. Е. Кинетическая природа прочности твердых тел. / В. Р. Регель, А. И. Слуцкер, Э. Е. Томашевский. -  М.: 1974. – 258 с.

8 Соколовский, В. В. Теория пластичности. 3 изд. / В. В.  Соколовский. -   М.: 1969. – 365 с.

9 Феодосьев, В.И. Сопротивление материалов. / В.И.  Феодосьев. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. – 86 с.

10 Победря, Б.Е. Численные методы в теории упругости и пластичности: учеб. пособие для ун-тов. / Б.Е. Победря. – М.: Мгу, 1981. – 343 с.