В этой статье обсуждается прочность стали на изгиб. Прочность на изгиб — это способность материала сопротивляться или выдерживать приложенное напряжение изгиба.
Сила – это способность выдерживать или сопротивляться определенному количеству стресса. Материал имеет определенное количество прочности, только такое напряжение, которое он может выдержать. Любое напряжение, превышающее предел прочности, может привести к разрушению материала. Проще говоря, приложенное напряжение должно быть меньше, чем прочность материала, чтобы свести к минимуму разрушение.
Что такое прочность на изгиб?
Изгиб Прочность или жесткость на изгиб — это способность заготовки выдерживать нагрузку на изгиб. предел прочности при изгибе зависит от разрушающей нагрузки, расчетной длины заготовки и размеров поперечного сечения балки.
Математически прочность на изгиб определяется как:
σb = Мой/Я
где,
сигма прочность на изгиб или максимально допустимое напряжение на изгиб которые можно применять до перелома
M - изгибающий момент
I - момент инерции поперечного сечения заготовки.
Что такое жесткость на изгиб?
Жесткость на изгиб и прочность на изгиб не совпадают. Как обсуждалось выше, прочность на изгиб — это способность заготовки выдерживать заданное напряжение изгиба.
С другой стороны, жесткость при изгибе говорит о величине отклонения, которое заготовка претерпит при заданной величине напряжения изгиба. Жесткость на изгиб зависит от момента инерции поперечного сечения заготовки и модуля жесткости материала заготовки.
Математически жесткость на изгиб можно представить как
Жесткость при изгибе = E x I
Где E - модуль Юнга или модуль жесткости.
I - момент инерции поперечного сечения заготовки.
Прочность на изгиб нержавеющей стали
Компания прочность на изгиб зависит не только от материала, но и от размеров обрабатываемой детали. В таблице ниже показана прочность на изгиб стержня из нержавеющей стали.
| Основной металл | Прочность на изгиб (МПа) |
| 700 W | 267 |
| 700 F | 817 |
| 900 W | 750 |
| 900 F | 633 |
Источник данных: Исследование механических свойств труб из аустенитной нержавеющей стали, сваренных методом TIG – Научный показатель на ResearchGate. Доступно по адресу: https://www.researchgate.net/figure/Mechanical-properties-of-the-base-steel-and-four-steel-welded-pipes_tbl1_329360548 [по состоянию на 22 января 2022 г.]
Прочность на изгиб стальной трубы
Стальные трубы широко используются в промышленности. Очень важно знать физические свойства стальных труб и поведение этих труб при различных видах нагрузок.
Прочность стальной трубы на изгиб можно найти по формуле, приведенной ниже:
σ = 32MD/π(D4-d4)
где,
D - внешний диаметр трубы
d внутренний диаметр трубы
Труба - это просто полый цилиндр.
Прочность на изгиб стального листа
Предположим, стальная пластина имеет глубину d и ширину b. Допустимая нагрузка, действующая на него, равна P.
Прочность на изгиб этой стальной пластины определяется следующим образом:
σ = 3M/барр./сут.2
Пластина имеет прямоугольное сечение, где,
б - ширина
d - глубина прямоугольника
M - изгибающий момент
Прочность на изгиб стального стержня
Стальные стержни широко используются в строительной отрасли для армирования. Они также используются в самолетах. Во избежание разрушения конструкции очень важно знать механические свойства используемых стержней.
Рассмотрим стальной стержень диаметром d. Прочность на изгиб можно определить по следующей формуле:
σ = 32M/πd3
Прочность на изгиб стального стержня
Предположим, что круглый стальной стержень диаметром d имеет допустимое значение силы P. Тогда формула прочности на изгиб для стального стержня будет такой же, как и для стального стержня.
Прочность стального стержня на изгиб обсуждается в разделах выше.
Прочность на изгиб стального швеллера
Рассмотрим стальной I-образный швеллер, как показано на рисунке ниже.
Чтобы найти момент инерции всего поперечного сечения, складываем отдельные моменты инерции частей А, В и С.
Прочность на изгиб этого канала можно записать по основной формуле. Это,
σb =Мой/Я
Прочность на изгиб стальной квадратной трубы
Квадратная труба - это просто полая труба квадратного сечения. Эти трубы используются в строительной промышленности и дизайне интерьера. Очень важно знать прочность на изгиб квадратной трубы перед использованием.
Модуль поперечного сечения квадратной трубы можно определить по формуле:
σ = бд3/3
Следовательно, прочность на изгиб становится
σ = 3M/бод3
Как рассчитать прочность стали на изгиб
Прочность на изгиб можно определить с помощью испытания на изгиб. Испытания на изгиб можно проводить с однократной осевой нагрузкой, трехточечной и четырехточечной нагрузкой.
Рассмотрим трехточечную установку. Данные для установки приведены ниже:
Заготовка представляет собой прямоугольный брусок шириной 10 см и высотой 10 см. Длина стержня 1 м, нагрузка при разрушении 10 кН.
Чтобы найти прочность на изгиб в трехточечном испытании на изгиб, используется следующая формула:
σ = 3FL/2сбн2
Подставляя все значения в приведенную выше формулу, мы имеем,
Прочность на изгиб = 15 МПа
Как рассчитать предел текучести стали
Предел текучести любого материала можно определить с помощью испытания на растяжение на универсальной испытательной машине. Станок вытягивает заготовку с концов и обеспечивает стрессовое напряжение график, из которого мы можем легко разглядеть предел прочности материала.
Рассмотрим приведенные данные-
Нагрузка при отказе - 5кН
Площадь поперечного сечения - 1мм^2
Предел текучести можно рассчитать по формуле:
Syt = П/Д
Подставляя значения в приведенное выше уравнение, мы получаем,
Предел текучести = 500 МПа
Диаграмма, полученная в результате этого испытания, обычно называется диаграммой напряжения-деформации.
Диаграмма напряжения-деформации
График, показывающий зависимость между напряжением и деформацией, называется стресс диаграмма деформации.
Этот график дает такую информацию, как предел текучести, предел пропорциональности, предел прочности и предел прочности при растяжении. прочность образца. Эта диаграмма позволяет легко измерить механические свойства образца.
