Что значит механическая прочность

Механические свойства

Механические свойства характеризуют поведение материалов под действием нагрузки. В рамках данной статьи рассмотрим 5 основных механических свойств материалов: прочность, упругость, пластичность, хрупкость и твердость.

Что такое Прочность?

Прочностью называется способность разнообразных материалов без разрушения воспринимать напряжение под внешним воздействием различных сил. Прочность зависит не только от того, какой материал, но и имеет зависимость от типа состояния напряжения — например, это может быть сжатие, растяжение или изгиб. Также непосредственное влияние на прочность оказывают условия, при которых материал эксплуатируется — воздействия извне, температура окружающей среды.

Испытания на прочность

Существует понятие предела прочности, который является основной количественной характеристикой прочности и численно равен разрушающему напряжению для конкретного материала. Предел прочности для каждого материала определяется средним результатом серии испытаний, так как основные материалы, используемые в строительстве, характеризуются неоднородностью.

Если происходит статическая нагрузка для выявления прочности проводится испытание образцов определенного стандарта (как правило речь идет об образцах, имеющих сечение круглой формы, реже прямоугольной), диаграмма таким образом отражает зависимость относительного удлинения от величины действующего на образец напряжения.
Прочность материала различных конструкций обосновывается при сравнении тех напряжений, которые возникают в конструкции при внешнем воздействии, также с учетом таких показателей как пределы прочности и текучести.
О так называемой усталости материала (в частности, металла) говорят если при большом числе циклически повторяющихся внешних напряжений разрушение происходит даже при напряжениях меньших чем предел прочности. В этом случае рассчитывается циклическая прочность, т.е. обоснование прочности материала, проводящееся с учетом нагрузки, которая меняется с определенным циклом.

Упругость

Если материал самопроизвольно восстанавливает форму, после того как внешняя сила прекращает действовать, то такое механическое свойство называется упругостью материала. Если после снятия внешней нагрузки, деформация полностью исчезает, то следует говорить об обратимой упругой деформации.

От чего зависит упругость?

Упругость материала непосредственно связана с силами взаимодействия, происходящими между отдельными атомами. В твёрдых телах при температуре равной абсолютному нулю и при отсутствии какого-либо внешнего воздействия атомы занимают положения, называемые равновесными. Потенциальная энергия тела увеличивается при воздействии внешнего напряжения, и атомы смещаются из равновесного положения. Соответственно, когда прекращается внешнее напряжение, конфигурация неравновесных атомов деформированного материала постепенно становится неустойчивой и возвращается в равновесное состояние. Помимо силы притяжения и отталкивания, которые действуют на каждый атом материала со стороны остальных, существуют и угловые силы, они непосредственно связаны с валентными углами, наблюдающимися между прямыми, которые соединяют атомы между собой. Естественно, это характерно исключительно для макроскопических тел и молекул, содержащих много атомов. Угловые силы уравновешиваются при равновесных значениях валентных углов. Когда говорят о количественной характеристике упругости материала, то используется модуль упругости, зависящий от напряжения воздействующего на материал и определяется производной зависимости напряжения от деформации, что применимо для области упругой деформации.

Пластичность

Пластичностью называется механическое свойство материалов под влиянием внешней нагрузки изменять форму и размер, а после того как нагрузка перестает действовать — сохранять ее в измененном виде.
Пластичность является важным свойством, учитывающееся когда происходит выбор материала несущей конструкции, либо же определения технологии (методики) изготовления разнообразных изделий. Для конструкций важно сочетание высокой пластичности материала и большого показателя упругости. Эта комбинация свойств предотвращает внезапное разрушение материала. В целом пластичность в физике материалов противопоставляется как упругости, так и хрупкости — пластичный материал сохраняет форму, которую придают ему внешние воздействия.

Пластичность — важное механическое свойство

Изучение пластичности важно при прогнозировании долговечности и прочности какой-либо конструкции, так как пластичность зачастую предшествует разрушению и важно рассмотреть деформационные процессы, возникающие в материале. Измерение пластичности, являющейся важным свойством металлов, очень важно при обработке под давлением — ковке и прокатке. Это свойство металлов непосредственно зависит от тех условий, в которых происходит деформирование — температуры, давления и т.д. Пластичность металлов влияет на такие характеристики как удлинение (абсолютное и относительное) и сужение материала. При удлинении происходит увеличение длины образца под воздействием происходящего растяжения, а при сужении, соответственно, от растяжения образца происходит уменьшение площади поперечного сечения.

Хрупкость

Хрупкость относится к механическим свойствам материалов противоположным пластичности. Те процессы, которые повышают пластичность, соответственно, снижают хрупкость, и наоборот. Материалы, отличающиеся хрупкостью при статическом испытании разрушаются без пластической деформации. Это характерно, например, для стекла. Если при статическом испытании материал характеризуется пластичностью, но при динамическом испытании разрушается, то речь идет о так называемой ударной хрупкости. Причиной ударной хрупкости могут быть пределы текучести (то есть зависимость скорости деформации и сопротивления) и пределы прочности (изменение сопротивления разрушению). Хрупкое разрушение материала происходит если сопротивление деформации равно или больше сопротивления отрыву. Соответственно, пластичность материала уменьшается, если рост сопротивления деформации происходит быстрее роста сопротивления разрушению.

Фактором, от которого непосредственно зависит хрупкое состояние материала является однородность напряженного состояния. Материал переходит от пластичности к хрупкости при неоднородном напряженном состоянии. Расчет сопротивления хрупкому разрушению является важным обоснованием прочности конструкции.

Твёрдость

Механическое свойство материала при внешнем воздействии не испытывать пластической деформации называется твёрдостью. В первую очередь оно зависит от механических характеристик материала, в частности структуры, модуля упругости, предела прочности и т.д. Количественную связь твердости от данных характеристик устанавливает общая физическая теория упругости.

Методы, с помощью которых экспериментально устанавливают твердость бывают как статическими (например, в поверхность вдавливается твердый предмет или же она царапается), так и динамическими. К статическим методам также относятся измерения твёрдости по Бринеллю (вдавление шарика в поверхность), Виккерсу (вдавление алмазного наконечника) и Роквеллу (для материалов с высокой твердостью используется алмазный конус, с низкой — шарик из стали). Также к статическим методам относится склерометрия — царапание алмазной структурой в виде конуса, пирамиды, или же карандашом различной твердости — оценивается нагрузка, которую необходимо приложить, чтобы создать царапину, а также размеры созданной царапины.

При динамических методах установления твердости материала благодаря ударной нагрузке наносится отпечаток шариком (по принципу маятника) и величина твердости характеризуется тем, как материал сопротивляется деформации от удара или же параметрами отскока шарика от поверхности, в том числе затуханию маятниковых колебаний.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Механическая прочность — материал

Механическая прочность материалов ( пластмассы, ткани, асбест) менее прочных, чем металлы, вследствие их металлизации возрастает. Пластичные материалы, покрытые металлическими слоями, становятся более жесткими и хрупкими. [1]

Механическая прочность материала характеризуется способностью сопротивляться различным внешним механическим воздействиям. Механическая прочность материала характеризуется пределами прочности: 1) при сжатии; 2) при растяжении; 3) при изгибе и 4) прочностью на истирание. [2]

Механическая прочность материала резко уменьшается при увеличении длительности нагревания при 200 С. Материал не водостоек и подвержен поражению плесенью во влажной атмосфере. Электроизоляционные показатели свойств материала во влажной атмосфере также понижаются. [3]

Механическая прочность материала характеризуется способностью сопротивляться различным внешним механическим воздействиям. Механическая прочность материала характеризуется пределами прочности: 1) при сжатии; 2) при растяжении ( разрыве); 3) при изгибе ( изломе) и 4) прочностью на истирание. [4]

Механическая прочность материалов и конструкций, которая в значительной степени определяет долговечность изоляции и надежность ее в эксплуатации. [5]

Механическая прочность материала зависит не только от величины силы, но и от направления, длительности ее воздействия, от крутизны нарастания. К сожалению, в настоящее время сведения о работе проводников и изоляционных материалов в динамическом режиме крайне ограничены. Поэтому расчет прочности конструкции, как правило, ведется исходя из максимального значения силы, хотя действует эта сила кратковременно. [6]

Механическая прочность материала , также как и его пластичность, определяют срок службы конструкции. При комнатной температуре эти свойства определяют на стандартных разрывных образцах обычно цилиндрической формы, длина которых равна четырем квадратным корням из площади их поперечного сечения, с утолщениями для захватов на каждом конце, которые позволяют закрепить их. По мере того как напряжение увеличивается, линейная зависимость между деформацией и напряжением нарушается, и в случае пластичных материалов напряжение, при котором происходит резкое изменение хода кривой, называется пределом текучести. [7]

Механическая прочность материала характеризуется способностью сопротивляться различным внешним механическим воздействиям. Механическая прочность материала характеризуется пределами прочности: 1) при сжатии, 2) при растяжении ( разрыве), 3) при изгибе ( изломе) и 4) прочностью на истирание. [8]

Механическая прочность материала , которая в значительной степени определяет долговечность изоляции и надежность ее в эксплуатации. [9]

Механическая прочность теплоизоляционных и обму-ровочных материалов характеризуется пределами прочности при сжатии, растяжении и изгибе. [10]

О механической прочности материала обычно судят по испытаниям стандартных образцов, изготовленных из того же материала. Однако, несмотря на широкое распространение, этот метод не всегда позволяет получить правильное представление о действительных свойствах материалов о различных частях сооружения. Поэтому для суждения о качестве материала обследуемого сооружения большое значение имеет определение прочности материала непосредственно в конструкции с помощью приборов и приспособлений, которые обеспечивают достаточную точность измерений. [11]

Характеристики механической прочности материалов принимают по соответствующим стандартам и ведомственным нормалям. [13]

Характеристики механической прочности материалов принимаются по государственным стандартам и ведомственным нормалям. [15]

Источник

механическая прочность

3.1 механическая прочность: Свойство круга или головки выдерживать центробежные нагрузки без разрушения или отрыва алмазоносного слоя, слоя из кубического нитрида бора, отрыва алмазоносного сегмента или сегмента из кубического нитрида бора от корпуса круга при предельной рабочей скорости v_s.

4.2.4 механическая прочность (mechanical durability): Сопротивление брикетов и гранул топлива дроблению и/или истиранию в ходе обращения и транспортировки.

Смотри также родственные термины:

72. Механическая прочность бумаги (картона)

Свойство бумаги (картона) сопротивляться разрушению под действием внешней механической нагрузки

222 механическая прочность огнеупора: Способность огнеупора противостоять воздействию механической нагрузки.

3.4 механическая прочность цементного компаунда при сжатии: Способность цементного компаунда выдерживать механические нагрузки.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Полезное

Смотреть что такое «механическая прочность» в других словарях:

механическая прочность — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] механическая прочность [Интент] Тематики электротехника, основные понятия EN mechanical robustnessmechanical strength … Справочник технического переводчика

механическая прочность — mechaninis atsparumas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. mechanical strength vok. mechanische Festigkeit, f rus. механическая прочность, f pranc. résistance mécanique, f … Fizikos terminų žodynas

механическая прочность — ▲ прочность ↑ механический прочность способность материала сопротивляться разрыву при его растяжении. долговечность. долговечный (# кровля). прочный. непрочный. крепкий. некрепкий. крепкий как сталь [как гранит. как скала. как кремень. как дуб].… … Идеографический словарь русского языка

механическая прочность бумаги — Свойство бумаги сопротивляться разрушению под воздействием механической нагрузки. [http://ofyug.ru/useful/abc/515] Тематики полиграфия … Справочник технического переводчика

механическая прочность бумаги (картона) — Свойство бумаги (картона) сопротивляться разрушению под действием внешней механической нагрузки. [ГОСТ 17052 86] Тематики бумага и картон EN mechanical strength of paper (board) DE Papierfestigkeit FR résistance mecanique du papier … Справочник технического переводчика

механическая прочность огнеупора — Способность огнеупора противостоять воздействию механической нагрузки. [ГОСТ Р 52918 2008] Тематики огнеупоры … Справочник технического переводчика

Механическая прочность бумаги — свойство бумаги сопротивляться разрушению под воздействием механической нагрузки. М. п. б. определяется разрывным усилием или напряжением в мПа (9,8 мПа = 1 кг/мм2) либо разрывной длиной расчетной величиной длины бумажной ленты, разрывающейся под … Реклама и полиграфия

Механическая прочность огнеупора — – способность огнеупора противостоять воздействию механической нагрузки. [ГОСТ Р 52918 2008] Рубрика термина: Свойства Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Механическая прочность бумаги (картона) — 72. Механическая прочность бумаги (картона) Свойство бумаги (картона) сопротивляться разрушению под действием внешней механической нагрузки Источник: ГОСТ произвощдство*: Производство бумаги и картона. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

механическая прочность огнеупора — 222 механическая прочность огнеупора: Способность огнеупора противостоять воздействию механической нагрузки. Источник: ГОСТ Р 52918 2008: Огнеупоры. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник