ГЛАВА VIII

ДЕФОРМАЦИИ, НАПРЯЖЕНИЯ И ТЕРМООБРАБОТКА ПРИ СВАРКЕ

§ 1. Основные понятия. Связь между напряжениями и деформациями. Влды напряжений

Изменение формы и размеров твердого тела под действием силы называется деформацией. Если форма тела восстанавливается после прекращения действия силы, мы имеем дело с упругой деформацией. Если тело не принимает первоначальной формы, то говорят, что оно получило остаточную или пластическую деформацию. Остаточные деформации обычно бывают у тел малоупругих (пластичных) или при приложении к данному телу очень большого усилия.

Размеры деформации определяются величиной действующего усилия. Чем больше усилие, тем больше вызываемая им деформация. О величине усилия судят также по напряжению, которое данное усилие вызывает в теле. Между напряжением и вызываемой им деформацией существует неразрывная связь.

Обозначим величину фактического удлинения стержня при растяжении А/. Отношение Д/ к первоначальной длине стержня / называется относительным удлинением и обозначается буквой е;

е = у.100 Д.

Как видно из этой формулы, относительное удлинение выражается в % к первоначальной длине стержня.

Зависимость между напряжением и деформацией в пределах области упругих деформаций выражается следующей формулой

о = в.Е. где о - напряжение, кгс/мм\ 114

сщШВШШя

Рис. 49. Основные виды напряжений: о - растяжения, б -сжагия, в- изгиба, г -среза, д -кручения

Величина Е называется модулем упругости данного материала и измеряется в кгс1мм. Так, например, для стали Е = = 20000-21500 кгс/мм, для алюминия Е = 7100 кгс/мм.

В зависимости от направления действующих усилий по отношению к рассматриваемому сечению металла и вызываемых ими деформаций в нем могут возникать следующие напряжения: растяжения, сжатия, изгиба, среза и кручения (рис. 49). Для того чтобы определить, какие напряжения возникают в сечении /-/ тела, следует мысленно разрезать его в этом месте и приложить к плоскости разреза ряд сил, уравновешивающих действующее усилие, как это показано на рис. 49 справа. Стрелки, условно изображающие уравновешивающие силы, покажут характер и направление возникающих в сечении напряжений. Рассмотрим подробнее основные виды напряжений.

1. Растяжение. Возникает под действием растягивающих сил, приложенных по оси стержня, и направлены перпендикулярно плоскости сечения образца. Величина напряжения растяжения равна:

где о-Р

напряжение, кгс/мм; сила, кгс;

- площадь поперечного сечения, мм. Откладывая по вертикальной оси (рис. 50) величину напряже-

Предел I текушти

Предел

паапарииональност

i

в Разрыв

0.1 0,2 3 20

Относительное увлинение. £, % Рис. 50. Схема диаграммы растяжения металла