увеличение какого параметра может вызывать повышение предела прочности при сдвиге

Тестовые задания для проведения олимпиады по технической механике

1. В каком случае тело находится в равновесии?

2. На балку действует сила F = 4 H и пара сил с моментом M = 2 Н·м. Определить момент в заделке A,

3. Точка движется из А в В по траектории, указанной на рисунке ниже.

1. Скорость направлена по СК.

2. Скорость направлена по СМ.

4. Скорость направлена по СО.

5. Коэффициент трения между телом и наклонной плоскостью f = 0,1 рисунке ниже. При каком угле наклона плоскости будет иметь место самоторможение?

1. При угле наклона, больше5 о 50 /

2. При угле наклона, меньше 5 о 50 /

3. При угле наклона, равной 5 о 50 /

6. К двум материальным точкам массой 5 кг и 15 кг приложены одинаковые силы. Сравните величины ускорений этих точек.

Ускорение точки массой 15 кг в три раза меньше, чем ускорение точки массой 5 кг.

Ускорение точки массой 15 кг в три раза больше, чем ускорение точки массой 5 кг.

7. Как изменятся касательные напряжения в пружине, если диаметр проволоки увеличить в два раза?

1. Уменьшится в два раза.

2. Уменьшится в четыре раза.

3. Уменьшится в восемь раз.

8. Чему будет равна относительная продольная деформация в кабеле после подвешивания груза:

Относительная продольная деформация равна отношению удлинения троса к первоначальной длине.

9. Увеличение какого параметра может вызывать повышение предела прочности при сдвиге?

10. Какая заклепка сломается сначала?

11. Все профили имеют равную площадь поперечного сечения.

Для какого профиля жесткость при кручении максимальна?

12. Для какого образца максимальное касательное напряжение будет самым высоким?

13. Какой угол j соответствует главным осям для поперечного сечения?

14. Какой внутренний силовой фактор является наибольшим для поперечного сечения рамы близкого к заделке?

A. Изгибающий момент Mx.

B. Изгибающий момент My.

C. Крутящий момент Mz.

D. Изгибающий момент Mx и крутящий момент Mz.

15. Какая схема нагружения соответствует эпюре момента изображенной схематически?

16. Какие эпюры изгибающего момента и поперечных сил соответствуют схеме нагружения?

17. Какая колонна выдерживает большую силу?

18. Выберите отверстие для подвески груза, чтобы внутренние силовые факторы были минимальными.

19. Маховик радиуса r = 0,5 м, вращаясь равноускорено из состояния покоя, через 10 с после начала вращения приобрел угловую скорость, соответствующую 30 об/мин. Угловое ускорение в конце десятой секунды равно…

А

B

C

D

E

Упорядочить определение центра тяжести сложных фигур:

1. а Проводим оси координат, относительно которых

3. в Разбиваем сложную фигуру на простые, для которых

легко можно определить площади А _1, А _{2 …}

4. г Определяем координаты центра тяжести по формулам ; ;

Условие прочности при изгибе

A

B

C

22. Выберите соответствующую формулу

Условие прочности при кручении

А

В

С

D

Наиболее точная запись условия прочности при смятии

А

В

С

D

24. Если в плоскости сечения проведен ряд параллельных осей, относительно какой из них осевой момент инерции имеет наименьшее значение?

А) относительно оси, наиболее удаленной от центра тяжести сечения;

Б) относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения;

В) момент инерции не изменится.

25. Деформация ∆l пропорциональна

Курс профессиональной переподготовки

Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе

Курс профессиональной переподготовки

Охрана труда

Курс профессиональной переподготовки

Организация деятельности библиотекаря в профессиональном образовании

Онлайн-конференция для учителей, репетиторов и родителей

Формирование математических способностей у детей с разными образовательными потребностями с помощью ментальной арифметики и других современных методик

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

Номер материала: ДВ-296090

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

В вузах увеличат набор будущих логопедов и дефектологов

Время чтения: 1 минута

Стартовал финал конкурса «Учитель года России»

Время чтения: 1 минута

Путин назвал уровень доходов преподавателей одним из социальных приоритетов

Время чтения: 1 минута

В пяти регионах России протестируют новую систему оплаты труда педагогов

Время чтения: 2 минуты

Путин поручил сократить количество контрольных работ в школах

Время чтения: 1 минута

Уровень детской смертности в России снизился на 56%

Время чтения: 2 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Предел прочности стали при сжатии и растяжении: разбираемся по порядку

Величины предела прочности

Статический предел прочности

Статический предел прочности, также часто называемый просто пределом прочности есть пороговая величина постоянного механического напряжения, превышая который постоянное механическое напряжение разрушит некое тело из конкретного материала. Согласно ГОСТ 1497-84 «Методы испытаний на растяжение», более корректным термином является временное сопротивление разрушению — напряжение, соответствующее наибольшему усилию, предшествующему разрыву образца при (статических) механических испытаниях. Термин происходит от представления, по которому материал может бесконечно долго выдержать любую статическую нагрузку, если она создаёт напряжения, меньшие статического предела прочности, то есть не превышающие временное сопротивление. При нагрузке, соответствующей временному сопротивлению (или даже превышающей её — в реальных и квазистатических испытаниях), материал разрушится (произойдет дробление испытываемого образца на несколько частей) спустя какой-то конечный промежуток времени (возможно, что и практически сразу, — то есть не дольше чем за 10 с).

Динамический предел прочности

Динамический предел прочности есть пороговая величина переменного механического напряжения (например при ударном воздействии), превышая которую переменное механическое напряжение разрушит тело из конкретного материала. В случае динамического воздействия на это тело время его нагружения часто не превышает нескольких секунд от начала нагружения до момента разрушения. В такой ситуации соответствующая характеристика называется также условно-мгновенным пределом прочности, или хрупко-кратковременным пределом прочности.

Предел прочности на сжатие

Предел прочности на сжатие есть пороговая величина постоянного (для статического предела прочности) или, соответственно, переменного (для динамического предела прочности) механического напряжения, превышая который механическое напряжение в результате (за конечный достаточно короткий промежуток времени) сожмет тело из конкретного материала — тело разрушится или неприемлемо деформируется.

Предел прочности на растяжение

Предел прочности на растяжение есть пороговая величина постоянного (для статического предела прочности) или, соответственно, переменного (для динамического предела прочности) механического напряжения, превышая который механическое напряжение в результате (за конечный достаточно короткий промежуток времени) разорвет тело из конкретного материала. (На практике, для детали какой либо конструкции достаточно и неприемлемого истончения детали.)

Внутренние усилия при растяжении-сжатии

Осевое (центральное) растяжение или сжатие прямого бруса вызывается внешними силами, вектор равнодействующей которых совпадает с осью бруса. При растяжении или сжатии в поперечных сечениях бруса возникают только продольные силы N. Продольная сила N в некотором сечении равна алгебраической сумме проекции на ось стержня всех внешних сил, действующих по одну сторону от рассматриваемого сечения. По правилу знаков продольной силы N принято считать, что от растягивающих внешних нагрузок возникают положительные продольные силы N, а от сжимающих — продольные силы N отрицательны (рис. 5).

Чтобы выявить участки стержня или его сечения, где продольная сила имеет наибольшее значение, строят эпюру продольных сил, применяя метод сечений, подробно рассмотренный в статье:
Анализ внутренних силовых факторов в статистически определимых системах
Ещё настоятельно рекомендую взглянуть на статью:
Расчёт статистически определимого бруса
Если разберёте теорию в данной статье и задачи по ссылкам, то станете гуру в теме «Растяжение-сжатие» =)

Другие прочностные параметры

Мерами прочности также могут быть предел текучести, предел пропорциональности, предел упругости, предел выносливости, предел прочности на сдвиг и др. так как для выхода конкретной детали из строя (приведения детали в негодное к использованию состояние) часто достаточно и чрезмерно большого изменения размеров детали. При этом деталь может и не разрушиться, а лишь только деформироваться. Эти показатели практически никогда не подразумеваются под термином «предел прочности».

Напряжения при растяжении-сжатии

Определенная методом сечений продольная сила N, является равнодействующей внутренних усилий распределенных по поперечному сечению стержня (рис. 2, б). Исходя из определения напряжений, согласно выражению (1), можно записать для продольной силы:

где σ — нормальное напряжение в произвольной точке поперечного сечения стержня.
Чтобы определить нормальные напряжения в любой точке бруса необходимо знать закон их распределения по поперечному сечению бруса. Экспериментальные исследования показывают: если нанести на поверхность стержня ряд взаимно перпендикулярных линий, то после приложения внешней растягивающей нагрузки поперечные линии не искривляются и остаются параллельными друг другу (рис.6, а). Об этом явлении говорит гипотеза плоских сечений (гипотеза Бернулли): сечения, плоские до деформации, остаются плоскими и после деформации.

Так как все продольные волокна стержня деформируются одинаково, то и напряжения в поперечном сечении одинаковы, а эпюра напряжений σ по высоте поперечного сечения стержня выглядит, как показано на рис.6, б. Видно, что напряжения равномерно распределены по поперечному сечению стержня, т.е. во всех точках сечения σ = const. Выражение для определения величины напряжения имеет вид:

Таким образом, нормальные напряжения, возникающие в поперечных сечениях растянутого или сжатого бруса, равны отношению продольной силы к площади его поперечного сечения. Нормальные напряжения принято считать положительными при растяжении и отрицательными при сжатии.

Прочностные особенности некоторых материалов

Значения предельных напряжений (пределов прочности) на растяжение и на сжатие у многих материалов обычно различаются.

У композитов предел прочности на растяжение обычно больше предела прочности на сжатие. Для керамики (и других хрупких материалов) — наоборот, характерно многократное превышение пределом прочности на сжатие предела прочности на растяжение. Для металлов, металлических сплавов, многих пластиков, как правило, характерно равенство предела прочности на сжатие и предела прочности на растяжение. В большей степени это связано не с физикой материалов, а с особенностями нагружения, схемами напряженного состояния при испытаниях и с возможностью пластической деформации перед разрушением.

Некоторые значения прочности на растяжение в МПа (1 кгс/мм² = 100 кгс/см² ≈ 10 МН/м² = 10 МПа) (1 МПа = 1 Н/мм² ≈ 10 кгс/см²):

Предел прочности чугуна

Способность материала воспринимать нагрузки, вызывающие циклические напряжения. Этот прочностной параметр определяют как максимальное напряжение в цикле, при котором не происходит усталостного разрушения изделия после неопределенно большого количества циклических нагружений (базовое число циклов для стали Nb = 10 7). Коэффициент R (σR) принимается равным коэффициенту асимметрии цикла. Поэтому предел выносливости материала в случае симметричных циклов нагружения обозначают как σ-1, а в случае пульсационных — как σ0.

Отметим, что усталостные испытания изделий очень продолжительны и трудоёмки, они включают анализ больших объёмов экспериментальных данных при произвольном количестве циклов и существенном разбросе значений. Поэтому чаще всего используют специальные эмпирические формулы, связывающие предел выносливости с другими прочностными параметрами материала. Наиболее удобным параметром при этом считается предел прочности.

Для сталей предел выносливости при изгибе как правило составляет половину от предела прочности: Для высокопрочных сталей можно принять:

Для обычных сталей при кручении в условиях циклически изменяющихся напряжений можно принять:

Приведённые выше соотношения стоит применять осмотрительно, потому что они получены при конкретных режимах нагружения, т.е. при изгибе и при кручении. Однако, при испытании на растяжение-сжатие предел выносливости становится примерно на 10—20% меньше, чем при изгибе.

Расчеты на прочность и жесткость при растяжении и сжатии

Опасным сечением при растяжении и сжатии называется поперечное сечение бруса, в котором возникает максимальное нормальное напряжение. Допускаемые напряжения вычисляются по формуле:

где σпред — предельное напряжение (σпред = σт — для пластических материалов и σпред = σв — для хрупких материалов); — коэффициент запаса прочности. Для пластических материалов = = 1,2 … 2,5; для хрупких материалов = = 2 … 5, а для древесины = 8 ÷ 12.

Механические свойства материалов

Основными механическими свойствами материалов при их деформации являются прочность, пластичность, хрупкость, упругость и твердость.

Прочность — способность материала сопротивляться воздействию внешних сил, не разрушаясь и без появления остаточных деформаций.

Пластичность – свойство материала выдерживать без разрушения большие остаточные деформации. Неисчезающие после снятия внешних нагрузок деформации называются пластическими.

Хрупкость – свойство материала разрушаться при очень малых остаточных деформациях (например, чугун, бетон, стекло).

Идеальная упругость – свойство материала (тела) полностью восстанавливать свою форму и размеры после устранения причин, вызвавших деформацию.

Твердость – свойство материала сопротивляться проникновению в него других тел.

Рассмотрим диаграмму растяжения стержня из малоуглеродистой стали. Пусть круглый стержень длинной l0 и начальным постоянным поперечным сечением площади A0 статически растягивается с обоих торцов силой F.

Диаграмма сжатия стержня имеет вид (рис. 10, а)

где Δl = l — l0 абсолютное удлинение стержня; ε = Δl / l0 — относительное продольное удлинение стержня; σ = F / A0 — нормальное напряжение; E — модуль Юнга; σп — предел пропорциональности; σуп — предел упругости; σт — предел текучести; σв — предел прочности (временное сопротивление); εост — остаточная деформация после снятия внешних нагрузок. Для материалов, не имеющих ярко выраженную площадку текучести, вводят условный предел текучести σ0,2 — напряжение, при котором достигается 0,2% остаточной деформации. При достижении предела прочности в центре стержня возникает локальное утончение его диаметра («шейка»). Дальнейшее абсолютное удлинение стержня идет в зоне шейки ( зона местной текучести). При достижении напряжением предела текучести σт глянцевая поверхность стержня становится немного матовой – на его поверхности появляются микротрещины (линии Людерса-Чернова), направленные под углом 45° к оси стержня.

Расчет на жесткость при растяжении и сжатии

Часто дополнительно делают расчет на жесткость отдельных участков стержня.

Следующая важная статья теории:
Изгиб балки

Как определяют свойства металлов

Классы прочности и их обозначения

Все категории записаны в нормативных документах – ГОСТах, по ним все российские предприниматели изготавливают любой металлопрокат и прочие металлические изделия. Вот соответствие обозначения и параметра в таблице:

Источник

Тестовый материал по сопротивлению материалов. Методические указания для обучающихся очной и заочной форм обучения. Направление: Специальность 131018 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений.

Депобразования и молодежи Югры

бюджетное учреждение профессионального образования

Ханты-Мансийского автономного округа – Югры

«Мегионский политехнический колледж»

(БУ «Мегионский политехнический колледж»)

Тестовый материал по сопротивлению материалов.

Методические указания для обучающихся очной и заочной форм обучения.

Направление: Специальность 131018 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений.

Преподаватель физики и технической механики

Депобразования и молодежи Югры

бюджетное учреждение профессионального образования

Ханты-Мансийского автономного округа – Югры

«Мегионский политехнический колледж»

(БУ «Мегионский политехнический колледж»)

Преподаватель физики и технической механики

Тестовый материал по сопротивлению материалов.

Методические указания для обучающихся очной и заочной форм обучения.

Направление: Специальность 131018 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений.

Способность твердого тела сопротивляться внешним нагрузкам не разрушаясь (способность сопротивляться разрушению) называется …

Основным содержанием сопротивления материалов является разработка ____________, с помощью которых можно выбрать материал и необходимые размеры элементов конструкции, оценить сопротивление конструкционных материалов внешним воздействиям.

Метод расчета на прочность, жесткость и устойчивость элементов конструкций

Основных принципов расчета призматических оболочек

Моделей прочностной надежности летательных аппаратов

Метод расчета промышленных сооружений

Изменение размеров и формы тела под действием внешних сил называется …

Для стержня, схема которого изображена на рисунке,

Нормальное усиление N в сечении 1-1 будет …

Материал называется изотропным, если …

Он имеет кристаллическую структуру

Свойства образца, выделенного из материала, зависят от его угловой ориентации

Свойства образца, выделенного из материала, не зависят от его угловой ориентации

Пластичностью называется свойство материала …

Сопротивляться проникновению в него другого более твердого тела

Сохранять некоторую часть деформации после снятия нагрузки

Восстанавливать свою форму и размеры после снятия нагрузки

≤ _T

≤ [ ] _p

≤ _пц

≤ [ ] _сж

Чистый сдвиг – это вид напряженного состояния, показанный на рисунке …

Эпюра крутящего момента имеет вид …

Максимальные касательные напряжения в поперечном сечении стержня равны …

Относительный угол закручивания равен …

Сила, противодействующая разрушению стержня

Сила, противодействующая деформации тела

Сила, приходящаяся на единицу площади

Количественная мера интенсивности внутренних сил в данной точке

Вид (тип) напряженного состояния в окрестности какой-либо точки деформированного тела зависит от …

При сложном состоянии под приведенным (эквивалентным) напряжение следует понимать …

Напряжение, которое следует создать в растянутом (сжатом) образце, чтобы его прочность была одинаковой с прочностью образца, находящегося в условиях сложного напряженного состояния

Напряжение, при котором происходит разрешение образца

Предел прочности при растяжении или сжатии

Напряженным состоянием в точке

Тензором напряжения (без угловых деформаций)

В сечении 1-1 имеют место внутренние силовые факторы …

M≠0, Q0

В точке 1 поперечного сечения А-А балки …

Действуют касательные напряжения τ

Действуют нормальные напряжения σ

Действуют нормальные σ и касательные τ напряжения

φ – угол поворота, v – прогиб. Сечение 1-1 имеет перемещения …

Источник