Жесткость металла что это


В чем измеряется твердость металлов – определение, шкала, как определить единицы измерения в нв, от чего зависит значение

06Дек

Содержание статьи

  1. Понятие
  2. В каких единицах измеряется твердость металла
  3. Насколько твердыми бывают основные металлы
  4. Методы измерения
  5. Как определить твердость металла по методике Бринелля: особенности
  6. Как измерить твердость металла по методике Роквелла: особенности
  7. Характеристики методики Виккерса
  8. Способы перехода между шкалами
  9. Требования к образцу

Все материалы, используемые во время машиностроения и изготовления прочих деталей, имеют определенные характеристики. Перед тем как взять в работу конкретный металлический сплав, специалист проверяет все параметры, так как от них зависит и металлообработка, и эксплуатация дальнейшего изделия. В статье расскажем про значение твердости поверхности металла: что это такое, что называется твердой сталью, а также в чем измеряется показатель, и как происходит замер.


Понятие

Данным термином в материаловедении называют механическое свойство, которое определяет устойчивость к разрушению под воздействием других, более плотных веществ. Иначе можно сказать так: это сопротивляемость деформациям от давления. При этом учитываются и пластичные, и упругие изменения.

От характеристики зависит множество процессов и условий:

  • Износостойкость – это есть то, насколько долго может быть использован элемент. В том числе срок износа, поскольку для каждой детали, например автомобильной, наступает время, когда по естественным причинам ее нужно менять. Но чем тверже элемент, тем дольше он будет служить в определенных условиях.
  • Возможность различных видов металлообработки – одни технологии применяются только к мягким сплавам, а другие могут быть использованы и для прочных.
  • Сопротивление давлению и другим усилиям характерно для вала или подшипника, на которые действуют силы центробежная и трения.
  • Способность использовать материал в качестве инструмента для более податливой поверхности. Инструментальная сталь является настолько крепкой, что применяется для изготовления фрез для фрезерных станков, сверл и прочих изделий.

Это далеко не полный перечень того, на что влияет твердость металла после того, как мы дали ему определение. Не каждое используемое вещество берется с одинаковыми характеристиками. Что делается прежде всего для увеличения данного параметра? Сперва берем сырье, очищаем от примесей, а затем подвергаем химической и температурной обработке. А именно: в состав добавляем различные легирующие компоненты, повышающие это качество, например:

  • Хром. Увеличивается прочность и устойчивость к коррозии, незначительно уменьшается пластичность и подверженность магнитным силам. Если более 13% хрома, то сплав называют нержавеющим.
  • Вольфрам. Очень сильно повышается содержание твердых соединений – карбидов. Дополнительное свойство – снижение хрупкости после отпуска.
  • Ванадий. Тоже возрастает сопротивление деформациям.
  • Марганец. Чтобы увидеть эффект, вещества должно быть не менее 1%. Резко взлетает стойкость к ударным нагрузкам.

От чего зависит твердость металлов по этому классу:

  • От наличия легирующих добавок, перечисленных выше.
  • От естественных свойств сырья.
  • От термообработки. С этой целью помогает закалка – материал нагревают сверх определенной критической точки, кристаллическая решетка меняется, и после охлаждения закаленная сталь становится очень надежной.
  • От цементации – способом диффузии образец насыщается углеродом. Такому методу подвергаются только низкоуглеродистые или легированные части.
  • От старения – оно может быть естественным или искусственным. В первом случае со временем протекают процессы, которые не затрагивают микроструктуру, но важны на общем уровне. Во втором применяется термообработка с целью химического и термального увеличения срока эксплуатации – состаривание.
  • От наклепывания на поверхность. Это пластическое изменение структуры вещества, приводящее к повышению прочности.
  • От обработки лазером. Лазерная установка наплавляет прочный слой.

Кроме того, некоторые этапы металлообработки (прокатка, ковка и закалка) с изменением формы заготовки также приводят к улучшению качества.

В каких единицах измеряется твердость металла

Особенность данной характеристики в том, что в зависимости от метода, которым проводили замер, меняется и классическое обозначение. Так как параметр нельзя причислить к основным физическим шкалам, таким как расстояние, скорость, масса, сила, то и единого стандарта нет в так называемой системе СИ.

Если исследователь применяет один из наиболее стандартных способов, предложенный Бриннелем, о котором мы подробнее расскажем ниже, то результат будет записан в кгс/мм2, то есть в килограмм-силах, деленных на квадратный миллиметр. По шкале измерения твердости металлов можно сказать о классических примерах и их показателях в соотношении друг с другом:

  • железные сплавы – в среднем 30 кгс/мм2;
  • медные и никелевые составы – 10 кгс/мм2;
  • алюминий, магний и их производные – 5 кгс/мм2.

Так делаем вывод, что железо в 6 раз тверже, чем мягкое алюминиевое соединение.


Второй популярный метод изобрел Роквелл. Согласно ему, одно условное значение (у.е.) равно перемещению конуса на 2 мкм. Если маркируется по данному варианту, то сперва проставляется индексация, затем одна из трех букв – А, В, С и цифровое значение. Если вы видите на заготовке твердость материала НВ, то это единицы измерения по Роквеллу. Также индексом могут быть отмечены детали под маркировкой HR, а после 1 из трех букв:

  • A – свидетельствует о том, что испытания проводились с помощью конуса из алмаза с углом вершины в 120 градусов под прилагаемой нагрузкой в 50 – 60 кг.
  • В – говорит о шарике в одну шестнадцатую дюйма, который направляют к поверхности под весом в 90 – 100 кг.
  • С – используется аналогичный конус, как при маркировке А, но увеличенное воздействие в 140 – 150 кг.

Дальше идет цифра, которая уже указывает на то, какая вмятина образовалась.

И еще один вариант того, в чем измеряется твердость стали, – цифры плюс буквы HV. Такое измерение предлагает Виккерс. В то время как по методике Шора можно увидеть такие записи – 90 HSD.

Насколько твердыми бывают основные металлы

Большинство материалов уже обладают определенными характеристиками, их давно измерили и записали в таблицы, при этом в сводках обозначены как исходные значения необработанного железа, так и после различных типов термо- и холодной металлообработки. Но при добавлении нестандартных и новых добавок, проведенных процедур необходимо заново измерять данный показатель. Но если вы сталкиваетесь со стандартными сплавами, то следует посмотреть в подготовленные списки.

Цветмет

Они более мягкие, чем черные, потому что в них нет твердых включений, а также их не подвергают закалке и прочим методам термообработки.

Титан составляет исключение. Приведем технологию, используемую Бриннелем:

МатериалОсобенностиВ нв
МедьИмеет высокую пластичность и низкую прочность. если добавляются специальные примеси, получаются новые марки, тогда показатель может увеличиваться.35
ЛатуньЭто двойной или многокомпонентный состав, который включает медь. но она более надежная, дополнительно включены цинк или олово.42 – 60
АлюминийМожет быть мягким или твердым, с увеличенной или уменьшенной пластичностью.15 – 20
ДюралюминийСовременный, легкий, активно применяется в авиастроении. есть добавки – медь, магний, марганец.70
ТитанОчень крепкий цветмет.160

Черные металлы

Это железо и стали, ферросплавы и чугуны. Иногда к этой категории относят ванадий, марганец. Общая характеристика:

  • Способ получения – обработка железной руды.
  • Увеличенная прочность.
  • Невосприимчивость к механическим воздействиям.
  • Высокая износостойкость.
  • Хорошая свариваемость.
  • Невысокая стоимость.

Поэтому железо активно применяют. Нецелесообразно приводить полный список всех марок, поэтому только основные:

  • Чугун – 220 НВ.
  • Инструментальные стальные сплавы – до 700 НВ, из нее делаются режущие инструменты.
  • Нержавейка – до 250 НВ.

Методы измерения

Как мы упомянули, есть несколько эффективных технологий, по которым определяют данный показатель. Одни являются более точными, другие – наиболее просты в реализации. Объединяет их то, что в поверхность вдавливается другой предмет по структуре более стойкий. Итогом измерений становится то, как плоскость противостоит воздействию.

Как определить твердость металла по методике Бринелля: особенности

В качестве индентора, то есть самого элемента, который вдавливается в заготовку, используется идеальный шарик диаметром от 1 до 10 миллиметров. Он изготавливается из легированных соединений или из сплава карбида и вольфрама. Регламентируется производство таких шаров ГОСТом 3722 81.

Время, в которое происходит статическое, то есть неподвижное вдавливание, – от 10 до 180 секунд. Этот параметр зависит от материала. Самые минимальные временные промежутки – для чугуна и стали, а более продолжительные – для цветных металлов.

Максимальная нагрузка, которая может быть измерена таким способом, – 450 или 650 НВ, в зависимости от того, из чего сделан шарик.

На образец для правильной деформации подбирается воздействие, посмотрим по формулам в таблице, как можно их вычислить, учитывая, что D – это диаметр шара:

Проверяемый объектМатематически вычисленное изменение
Свинец или олово1d^2
Стальные соединения, титан, никель30d^2
Легкие сплавыот 2,5d^2 до 15d^2
Чугун10d^2 или 30d^2
Медь и составы с ее добавлением5d^2, 10d^2, 30d^2

Алгоритм применения метода Бринелля

  • Проверяется сам аппарат и тело для внедрения – шар.
  • Определяется максимальное усилие.
  • Твердомер запускается.
  • Измеряется глубина вдавливания.
  • Производятся математические вычисления.

Применяемая формула НВ=P/F, где:

  • P – нагрузка;
  • F – площадь отпечатка.

Следует отметить, что это самый распространенный способ.

Как измерить твердость металла по методике Роквелла: особенности

Если предыдущая технология называется классической, то данную можно именовать современной, поскольку она более автоматизированная. Точность намного выше и сфер применения тоже, поскольку можно работать даже с очень прочными материалами.

Характеристики метода:

  • Изначальное давление в 10 кгс.
  • Напряжение выдерживают от 10 секунд до 1 минуты.
  • Результат не рассчитывается математически, он высвечивается на цифровом табло.
  • Используются разные наконечники, в зависимости от этого ставится маркировка, которая начинается с букв А, В, С. Мы уже подробнее указывали расшифровку индексов, просто напомним, что в качестве индентора может выступать стальной шарик или алмазный конус.

Есть также менее известные и используемые шкалы Е, Н, К с шаром меньшего диаметра. На процедуру накладываются ограничения:

  • Делать пробы на одной заготовке можно только на расстоянии по 3-4 у.е., равных размеру проверяющего объекта, друг от друга.
  • Толщина не может быть меньше, чем умноженная на 10 глубина проникновения наконечника в сталь.

План исследования по методу Роквелла

Алгоритм проведения аналогичный и даже более упрощенный:

  • Необходимо оценить деталь и проверить работоспособность станка.
  • Вычислить максимальную нагрузку.
  • Установить образец и применить первичное напряжение.
  • Выдержать определенный промежуток времени.
  • Зафиксировать результат, указанный на табло.

Посмотрим, как выглядит твердомер, а также как им пользоваться:

Характеристики методики Виккерса

Еще один очень простой способ, который отличается скоростью и точностью, но дороговизной оборудования. Перечислим особенности:

  • Используется алмазная пирамидка с более тупым углом – 136 градусов в вершине.
  • Не допускается деформация более 100 кгс.
  • Выдерживают время очень короткое – от 10 до 15 секунд.
  • Измерять можно параметры любого материала, в том числе особенно прочного, а также сталей, которые прошли термическую обработку.

Последовательность исследования

Упрощенный алгоритм:

  • Проверьте поверхностный слой детали, а также все оборудование.
  • Рассчитайте допустимое усилие.
  • Установите образец, закрепите его.
  • Запустите аппарат и спустя 10-15 секунд проанализируйте итог.

Способы перехода между шкалами

Тот факт, что в лабораториях используются разные методы, а также то, что нет одного стандарта, то приходится конвертировать один показатель в другую систему счисления. Следует отметить, что во всех странах преимущественно выбирают одну технологию. Но из-за активного товарооборота изготовители встречаются с непривычными маркировками. Итак, дадим таблицу с аналогичными результатами по отличающимся данным:

Диаметр от вдавливания – в ммПо БринеллюПо Роквеллу, категория АВСПо Виккерсу
3,924162,899,824242
4,0821760,796,620,2217
4,220659,694,617,9206
514449,977,7144

Можно отметить, что списки не обладают особо высокой точностью, поскольку в зависимости от измерений могли быть использованы разнообразные сплавы. Сводки будут верны только в том случае, если при всех пяти способах был апробирован одинаковый материал.

Требования к образцу

В начале каждого объяснения, как проходит алгоритм исследования, мы давали первую рекомендацию – проверить аппаратуру и заготовку. Если с первым все понятно, то есть работоспособность станка определить возможно, то со вторым необходимо объяснить.

Особенности экспериментальных частей:

  • Ровная поверхность определенной шероховатости без дефектов, микротрещин и любых повреждений. Следует предварительно прогнать верхний слой с помощью фрезерного станка или посредством шлифовальной обработки.
  • Максимальная шлифовка и даже полировка. Чем выше шероховатость, тем больше будет неточностей результата, что очень негативно скажется на измерениях в целом.
  • Также стоит предупредить наклеп. Это утолщение, упрочнение, которое образуется при заданной температуре (она ниже, чем точка рекристаллизации) и посредством пластических деформаций.
  • Все параметры должны соответствовать нормам и прописанным ГОСТам.

Все перечисленные требования обязательны при проведении. Однако на настоящий момент часто это оказывается излишним, поскольку существуют сводные таблицы.

Сделаем вывод. В статье мы рассказали про обозначение единиц измерения твердости металла, а также дали описание термину и перечислили все основные применяемые технологии. Это важная характеристика для стали, поэтому данная процедура имеет ценность для науки материаловедения и для заводов-производителей. При выборе металлообработки необходимо заранее определять все химические и механические свойства.

Посмотрим подробный видеоролик:

После того, как ознакомитесь со статьей, можете прочитать про наши товары. Компания «Рокта» уже 15 лет на российском рынке. За это время мы охватили практически все города страны.

Прочность и жесткость металла: в чем разница?

*

Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика ofCook IslandsCosta RicaCote D'IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland (Мальвинские) острова Фарерские IslandsFijiFinlandFmr Югославская Республика МакедонияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские Южные ТерриторииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГренландияГренадаГваделупаГуамГватемалаГвинеяГвинея-БисауГайанаГаити Херд и Макдональд IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Киттс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСамоаСан-МариноСао-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСенегалСейшельские островаСьерра-ЛеонеСингапурСловацкий iaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited арабских EmiratesUnited KingdomUruguayUS Minor Отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (U.S.) Острова Уоллис и Футуна Западная Сахара Йемен Югославия Замбия Зимбабве 9000 3.

Различия между жесткостью и прочностью металла

Рисунок 1
На кривой зависимости деформации от напряжения, созданной во время испытания на растяжение, наклон на линейном участке в начале определяет модуль Юнга. Первое отклонение от линейности - это предел текучести.

Термины «прочность» и «жесткость» часто используются как синонимы, но они имеют разные значения и значения.

Прочность

Прочность - это мера напряжения, которое может быть приложено к материалу до того, как он окончательно деформируется (предел текучести) или сломается (предел прочности).Если приложенное напряжение меньше предела текучести, материал возвращается к своей исходной форме, когда напряжение снимается. Если приложенное напряжение превышает предел текучести, происходит пластическая или остаточная деформация, и материал больше не может вернуться к своей исходной форме после снятия нагрузки.

Имейте в виду, что эта остаточная деформация является целью штамповки. Исходной формой является плоский листовой металл, а формованные компоненты должны постоянно сохранять свою форму. Если выбранный листовой металл не может быть сформирован в желаемую форму при выбранных условиях обработки, приложенные напряжения выше, чем предел прочности листового металла, что вызывает образование трещин в детали.

Прочность материала зависит от его химического состава, способа термомеханической обработки (например, преобразование толстого сляба в тонкий) и последующей термообработки. Эти переменные не позволяют утверждать, что один материал всегда прочнее другого. Например, многие марки алюминия прочнее марок стали, но редко предназначены для одного и того же применения.

Жесткость

Жесткость относится к тому, как компонент изгибается под нагрузкой, сохраняя при этом свою первоначальную форму после снятия нагрузки.Поскольку размеры компонента не изменяются после снятия нагрузки, жесткость связана с упругой деформацией.

С одной стороны, резиновая лента является примером материала с низкой жесткостью - она ​​может выдерживать большую деформацию и все еще возвращаться к своим первоначальным размерам при снятии нагрузки. С другой стороны, материал с высокой жесткостью, такой как алмаз, будет упруго деформироваться лишь на небольшую величину при приложении нагрузки.

Жесткость компонента зависит как от материала, так и от геометрии.Что касается материала, жесткость зависит от модуля упругости, также известного как модуль Юнга и сокращенно Е. Модуль Юнга - это отношение напряжения к деформации при очень малых деформациях. На кривой "напряжение-деформация", полученной во время испытания на растяжение, наклон линейного участка в начале - это место, где определяется модуль. Первое отклонение от линейности - это предел текучести (см. , рис. 1, ).

В отличие от прочности, которая может варьироваться от марки к марке или даже от рулона к рулону, модуль Юнга постоянен для данного металла и не зависит от термической обработки, обработки или холодной обработки.Модуль Юнга для стали (29 миллионов фунтов на квадратный дюйм) в три раза больше, чем у алюминия (10 миллионов фунтов на квадратный дюйм). Это означает, что для фиксированной геометрии деталь, сделанная из стали, будет в три раза более жесткой, чем если бы она была сделана из алюминия. Другими словами, алюминиевая деталь под нагрузкой прогибается в три раза больше, чем стальная деталь, нагруженная аналогичным образом.

Толщина и форма формованной детали также влияют на ее жесткость. Жесткость пропорциональна кубу толщины. Чтобы нейтрализовать алюминий, который составляет одну треть жесткости стали, алюминиевая деталь должна быть на 44 процента толще, чем стальная.Даже при такой увеличенной толщине есть потенциал для снижения веса, поскольку плотность алюминия составляет одну треть от плотности стали.

Большая форма детали также увеличивает жесткость. Лист бумаги хрупкий, но складка в центре делает его более жестким. Вытачки, бусинки и ребра - это формы, которые можно добавлять к деталям, чтобы ограничить изгиб. На частях поверхности, видимых потребителю, они называются характерными линиями или символьными линиями, выделенными для их эстетических преимуществ.

Рисунок 2
Ребра добавлены в конструкцию кузова грузовика, чтобы повысить общую жесткость. (Источник: www.tfltruck.com/2014/11/2015-ford-f-150-2-7l-v6-ecoboost-first-impressions-w-video)

Например, панели, которые составляют платформу пикапа (см. , рис. 2 ), являются одними из самых плоских на грузовике. Тем не менее, на рынке нет грузовика, который был бы разработан без этих ребер, которые помогли бы увеличить общую жесткость.

Однако листовой металл должен быть достаточно гибким, чтобы приспособиться к дополнительным формам. Ребра в панели кузова грузовика могут быть не очень глубокими, но металл необходимо растягивать на короткие расстояния. Также необходим штамповочный пресс большей мощности, чтобы создавать необходимые силы по всей панели.

Алюминий против стали в автомобилях

Для панелей обшивки, таких как капоты, двери и подъемные двери, автопроизводители предпочитают использовать листовой металл с максимально высокой прочностью, чтобы панель имела достаточное сопротивление вмятинам.Толщина также влияет на сопротивление вмятинам, ограничивая степень уменьшения толщины панели для уменьшения веса.

Ограничения жесткости дополнительно ограничивают толщину панелей обшивки. Если панели слишком тонкие, они могут начать раскачиваться и трепетать при движении автомобиля по дороге - если только линии символов не добавлены для дополнительного стиля.

Хотя это может показаться очевидным, автопроизводителям также необходимо указать продукт из листового металла, который может быть произведен в соответствии со стандартами поверхности класса А.Современные технологии ограничивают это листовой сталью или алюминием с прочностью менее 45 000 фунтов на квадратный дюйм. Соединение не является серьезным препятствием, поскольку существует несколько экономичных методов соединения внешней панели с внутренней.

При одинаковой верхней прочности, доступной для любого материала, и нескольких марок от нескольких поставщиков любого металла, которые могут быть произведены достаточно тонкими, тот, который предлагает наилучшее сочетание стоимости и экономии веса, станет оптимальным выбором для приложений для навешивания .

Применение

в конструкции кузова связано с различными проблемами. Жесткость важна для обработки, а также шума, вибрации и резкости (NVH). В дополнение к внутренней жесткости, связанной с материалом и геометрией детали, характеристики NVH можно улучшить с помощью легких вспененных полимеров. С другой стороны, сопротивление столкновению более тесно связано с силой. Для той же конструкции сталь имеет значительное преимущество в доступных вариантах. Если поверхность класса А не требуется, в продаже имеются марки стали с пределом прочности на разрыв, превышающим 230000 фунтов на квадратный дюйм.

Это не означает, что алюминиевые конструкции кузова невозможны. На рынке есть много примеров, хотя они склоняются к более дорогим автомобилям, в которых облегчение для улучшения экономии топлива не является основной проблемой, а стоимость листового металла составляет меньший процент от цены сделки.

Улучшенная ударопрочность будет обеспечиваться за счет более высокой прочности, а также компонентов, которые имеют ударопрочную конструкцию, например, закрытые секции, фланцы большего размера или другую форму - все это может потребовать большей формуемости от более прочных марок алюминия.

Кроме того, эти части должны быть соединены прочным, быстрым и экономичным способом. Ford потратил почти 1 миллиард долларов на реконструкцию завода F150 для штамповки и сборки алюминиевой кабины и кровати и соединения их со стальной рамой. Это финансовое препятствие может ограничить число автопроизводителей, готовых пойти ва-банк и создать кузов с высоким содержанием алюминия.

Дэниел Дж. Шеффлер - президент Engineering Quality Solutions Inc., P.O. Box 187, Southfield, MI 48037, 248-667-8335, sales @ eqsgroup.com, www.eqsgroup.com и главный контент-директор 4M Partners LLC, P.O. Box 71191, Rochester Hills, MI 48307, www.learning4m.com.

.

Определение жесткости | Chegg.com


Он определяется как свойство материала, который является жестким и трудно изгибаемым. Пример жесткости - резинка. Если одинарную резиновую ленту растягивать двумя пальцами, жесткость меньше, а гибкость больше. Точно так же, если мы используем комплект резинки и растягиваем его двумя пальцами, жесткость будет больше, жесткость и гибкость меньше.
Выражение жесткости для упругого тела приведено ниже.
Здесь жесткость k , приложенная сила F , прогиб δ .
Единица жесткости - ньютоны на метр.
Жесткость применяется к растяжению или сжатию. Длина стержня с приложенной площадью поперечного сечения и растягивающей силой показана ниже на рисунке (1).
Формула для осевой жесткости выражается как
Здесь площадь поперечного сечения объекта A , длина L , приложенная сила F и модуль упругости E .
См. Другие разделы «Машиностроение»

Видео по машиностроению

01:00

учебник

Волновое уравнение

01:00

учебник

Число Маха

01:00

учебник

Теплообмен

01:00

учебник

Перетащите

01:00

учебник

Пластичность

01:00

учебник

Угловой момент

01:00

учебник

степени свободы

01:00

учебник

Эластичность

01:00

учебник

Ножницы

.

Определение относительной жесткости | Chegg.com


Термин «жесткость» означает степень жесткости любого материала. Жесткость твердого тела зависит от материала, его формы и граничных условий. Относительная жесткость - это значение жесткости по сравнению с другим элементом из материала. Если в каком-либо стыке встречается много элементов, жесткость конкретного элемента можно определить с помощью концепции относительной жесткости.
Относительную жесткость также можно определить как отношение второго момента площади и длины элемента.
Можно сказать, что относительная жесткость - это отношение жесткости элемента к общей жесткости всех элементов, которые встречаются в месте соединения.
Относительная жесткость дает представление о моменте, которому элемент может противостоять, исходя из приложенных моментов. Существует зависимость относительной жесткости от граничного условия на опорах. Значение жесткости может варьироваться в зависимости от типа опоры.
Условием определения относительной жесткости является то, что соединение должно быть в равновесии.Это означает, что в суставе не должно быть вращения или смещения.
Относительную жесткость можно сформулировать следующим образом.
Когда материалы различных элементов в соединении одинаковы, то значение относительной жесткости зависит только от момента инерции. .

Смотрите также