Free Student HQ / FSHQ / "Штаб-Квартира свободного Студента"

Сжатие. Смятие / Основы

Мы не касались до сих пор опытной стороны явления сжатия. Оказывается, что для большинства однородных металлов явление сжа¬тия в основном протекает так же, как и явление растяжения, т. е. здесь обнаруживается в первой стадии закон Гука:

σ = Eε
справедливый до некоторого предела; у мягких материалов обнаруживается также предел текучести (фиг. 1).

Необходимо отметить, что явление простого (равномерного) сжатия можно получить только у сравнительно коротких образцов; в случае длинных стержней одновременно со сжатием может возникнуть другое явление — так называемый продольный изгиб, который легко можно наблюдать, если попытаться сжать тонкую линейку в продольном направлении. Это явление мы рассмотрим впоследствии; чтобы избежать его и получить чистое сжатие, берут образцы в форме куба или невысокого цилиндра.

Оказывается, что явление чистого сжатия происходит в образце, длина которого не превышает пятикратной величины его меньшего поперечного размера, т. е. при h ≤ 5а (фиг. 2). С другой стороны, так как при сжатии происходит увеличение поперечных размеров тела, то при очень малой высоте образца большое влияние на результат опыта оказывает трение, развивающееся по поверхностям приложения нагрузки (поверхности давления пресса). Учитывая все эти трудности испытания материалов на сжатие, те материалы, которые хорошо работают на растяжение (железо, сталь), испытывают на растяжение и из этого испытания на основании сказанного выше судят о свойствах материала при работе на сжатие. Для хрупких материалов (бетон, кирпич, естественные камни, чугун) характерным является испытание именно на сжатие, так как они слабо сопротивляются растяжению. Для этих материалов выработаны определённые нормальные размеры образцов, которые и доводятся до разрушения путём сжатия их в специальных прессах (см. табл. 1).

Характер разрушения при сжатии хрупких и пластических материалов различен. Пластический материал, например мягкая сталь, постепенно раздавливается в прессе, до тех пор пока не будет приостановлен опыт; образец при этом может быть спрессован в весьма тонкую пластинку.

Хрупкие материалы разрушаются так же, как и при растяжении, внезапно и при очень малых деформациях; образец при раздавливании расслаивается и распадается на ряд отдельных кусков. В табл. 2 даны величины предела прочности при сжатии для некоторых материалов.

При передаче давления от одного тела к другому на поверхности их соприкосновения возникает напряжение сжатия, ограничивающееся обычно небольшим участком общей поверхности соприкасающихся тел и относящееся поэтому к категории так называемых местных напряжений. Такого рода местное сжатие принято называть смятием. Если давящие друг на друга части конструкции сделаны из материала различной твёрдости, то деформация смятия будет более значительной в материале меньшей твёрдости. Например, железная балка, опирающаяся концом на кирпичную стену, вызывает смятие

кладки стены по плоскости опорной части m — n (фиг. 5, а); рельсовая подкладка, передающая давление рельса на шпалы, вогзывает смятие шпалы по плоскости k - l (фиг. 5, Ь) и употребляется для того, чтобы распространить давление рельса на большую площадь и тем уменьшить деформацию шпалы; в болте и проушинах болтового соединения (фиг. 5, с) возникает смятие по цилиндрической поверхности их соприкосновения. Напряжение и деформация смятия не распространяются на большую глубину внутрь соприкасающихся тел и быстро убывают по мере удаления от поверхности касания.

Местный характер смятия даёт возможность во многих случая повышать допускаемое напряжение в сравнении с допускаемым напряжением на сжатие. Так, например, в заклёпочных соединениях на смятие заклёпок допускают обычно напряжения вдвое большие, чем на сжатие. В дереве, вследствие его неоднородного волокнистого строения, допускаемое напряжение на смятие берётся меньшим, чем на сжатие, и зависит от того, под каким углом к волокнам действует напряжение. Хуже всего дерево сопротивляется смятию перпендикулярно к направлению волокон.


 

Сайт создан в 2012 г. © Все права на материалы сайта принадлежат его автору!
Копирование любых материалов сайта возможно только с разрешения автора и при указании ссылки на первоисточник.
Яндекс.Метрика