Лабораторные работы и лекции по материаловедению

Расчет на прочность.
Напряжение в стержнях

Видно, что максимальное напряжение возникает в стержне CD:
.
Условие прочности имеет вид
где n – коэффициент запаса прочности. Для деталей n=1,5÷2,5, примем n = 2. Тогда допускаемое напряжение .
Условие прочности для заданной стержневой системы выполняется
1.5. Расчет монтажных напряжений в статически неопределимой стержневой системе и оценка прочности.
При сборке стержневой системы (рис. 1.7) обнаружено несоответствие длин стержней (зазор равен ∆). Сборка была произведена путем принудительного совмещения шарниров. Определить напряжение в стержнях после сборки (монтажные напряжения) и оценить прочность при следующих данных:
l1= 0,5 м; l2= 0,2 м; k = 0,8;
A=1000 мм2; α=40о, ∆ = 0,3 мм,
Е=0,7·105 МПа; σТ=340 МПа.

1.5.1. Уравнения равновесия.
(1)
Из системы находим
(2)
1.5.2. Уравнение совместности деформаций.
Стержневая система получает некоторые деформации (рис.1.9), которые взаимосвязаны друг с другом.
1.5.3. Физические уравнения.
По закону Гука, удлинения стержней равны

где l3=l4=.
Подставляя значения перемещений в систему уравнений совместных деформаций, получаем
(3)
оттуда в результате преобразований и подстановки получим
(4)

1.5.4. Расчет усилий в стержнях.
Решаем совместно систему уравнений (2) и (4).
Находим силы, действующие в стержнях.
Стержень 1 и 2:
Стержень 3 и 4:

Расчет на прочность.
Определим напряжения в стержнях.
Для стержня 1 и 2:
Для стержня 3 и 4:
Максимальные напряжения возникают в стержнях 1 и 2 σmax=28,35 МПа.
Условие прочности имеет вид
где n – коэффициент запаса прочности. Для деталей n=1,5÷2,5, примем n =2. Тогда допускаемое напряжение .
Условие прочности для заданной стержневой системы выполняется
Количественный структурно-фазовый анализ сплава.
Пользуясь диаграммой состояния можно для любого сплава при любой температуре определить не только число фаз, но и их состав и количественное соотношение. Для этого используется правило отрезков. Для проведения количественного структурно-фазового анализа через заданную точку проводят горизонталь (коноду) до пересечения с ближайшими линиями диаграммы (ликвидус, солидус или оси компонентов).
а). Определение состава фаз в точке m:
Для его определения через точку m проводят горизонталь до пересечения с ближайшими линиями диаграммы: ликвидус и солидус.
Состав жидкой фазы определяется проекцией точки пересечения горизонтали с линией ликвидус p на ось концентрации.
Состав твердой фазы определяется проекцией точки пересечения горизонтали с линией солидус q (или осью компонента) на ось концентрации.
Состав жидкой фазы изменяется по линии ликвидуса, а состав твердой фазы – по линии солидуса.
С понижением температуры состав фаз изменяется в сторону уменьшения содержания компонента В.
б). Определение количественного соотношения жидкой и твердой фазы при заданной температуре (в точке m):
Количественная масса фаз обратно пропорциональна отрезкам проведенной коноды.Рассмотрим проведенную через точку m коноду и ее отрезки.
Количество всего сплава (Qсп) определяется отрезком pq.
Отрезок, прилегающий к линии ликвидус pm, определяет количество твердой фазы.
Отрезок, прилегающий к линии солидус (или к оси компонента) mq, определяет количество жидкой фазы.

Диаграмма состояния сплавов с отсутствием растворимости компонентов в компонентов в твердом состоянии (механические смеси)
Диаграмма состояния и кривые охлаждения типичных сплавов системы представлены на рис. 5.3.
Рис. 5.3. Диаграмма состояния сплавов с отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии (а) и кривые охлаждения сплавов (б)
Проведем анализ диаграммы состояния.
1. Количество компонентов: К = 2 (компоненты А и В);
2. Число фаз: f = 3 (кристаллы компонента А, кристаллы компонента В, жидкая фаза).
3. Основные линии диаграммы:
 линия ликвидус acb, состоит из двух ветвей, сходящихся в одной точке;
 линия солидус ecf, параллельна оси концентраций стремится к осям компонентов, но не достигает их;
Типовые сплавы системы.
а) Чистые компоненты, кристаллизуются при постоянной температуре, на рис 5.3 б показана кривая охлаждения компонента А.
б). Эвтектический сплав – сплав, соответствующий концентрации компонентов в точке с (сплав I). Кривая охлаждения этого сплава, аналогична кривым охлаждения чистых металлов (рис. 5.3 б)

На сайте http://www.e-sigarette.ru купить вейп в кемерово.

Содержание и задачи курса сопротивление материалов