Конструкционная прочность материалов — Материаловедение
Опубликовано: 21.10.2017
В результате испытаний получают характеристики:
силовые (предел пропорциональности, предел упругости, предел текучести, предел прочности, предел выносливости); деформационные (относительное удлинение, относительное сужение); энергетические (ударная вязкость).Все они характеризуют общую прочность материала независимо от назначения, конструкции и условий эксплуатации. Высокое качество детали может быть достигнуто только при учете всех особенностей, которые имеют место в процессе работы детали, и которые определяют ее конструкционную прочность.
Конструкционная прочность - комплекс прочностных свойств, которые находятся в наибольшей корреляции со служебными свойствами данного изделия, обеспечивают длительную и надежную работу материала в условиях эксплуатации.
На конструкционную прочность влияют следующие факторы:
конструкционные особенности детали (форма и размеры); механизмы различных видов разрушения детали; состояние материала в поверхностном слое детали; процессы, происходящие в поверхностном слое детали, приводящие к отказам при работе.Необходимым условием создания качественных конструкций при экономном использовании материала является учет дополнительных критериев, влияющих на конструкционную прочность. Этими критериями являются надежность и долговечность.
Надежность - свойство изделий, выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого времени или сопротивление материала хрупкому разрушению.
Развитие хрупкого разрушения происходит при низких температурах, при наличии трещин, при повышенных остаточных напряжениях, а также при развитии усталостных процессов и коррозии.
Критериями, определяющими надежность, являются температурные пороги хладоломкости, сопротивление распространению трещин, ударная вязкость, характеристики пластичности, живучесть.
Долговечность - способность детали сохранять работоспособность до определенного состояния.
Долговечность определяется усталостью металла, процессами износа, коррозии и другими, которые вызывают постепенное разрушение и не влекут аварийных последствий, то есть условиями работы.
Критериями, определяющими долговечность, являются усталостная прочность, износостойкость, сопротивление коррозии, контактная прочность.
Общими принципами выбора критериев для оценки конструкционной прочности являются:
аналогия вида напряженного состояния в испытываемых образцах и изделиях; аналогия условий испытания образцов и условий эксплуатации (температура, среда, порядок нагружения; аналогия характера разрушения и вида излома в образце и изделии.