Модуль юнга стали: Модуль упругости стали: таблица, характеристики
alexxlab | 21.02.2023 | 0 | Разное
Модуль упругости/ Модуль Юнга | PHYWE
Nach oben
Информация
- Контактное лицо
- Условия сотрудничества
- Декларация о конфиденциальности
- Вводные данные
Обслуживание
- Краткий обзор услуг
- Скачать
- Каталоги
- Вебинары и Видео
- Связаться со службой поддержки клиентов
Компания
- О нас
- Качественная политика
- Безопасность в классе
Please note
* Prices subject to VAT.
We only supply companies, institutions and educational facilities. No sales to private individuals.
Please note: To comply with EU regulation 1272/2008 CLP, PHYWE does not sell any chemicals to the general public. We only accept orders from resellers, professional users and research, study and educational institutions.
Пожалуйста, введите имя, под которым должна быть сохранена Ваша корзина.
Сохраненные корзины вы можете найти в разделе My Account.
Название корзины
Модуль упругости стали и других материалов
Развитие металлургии и других сопутствующих направлений по изготовлению предметов из металла обязано созданию оружия. Сначала научились выплавлять цветные металлы, но прочность изделий была относительно невысокой. Только с появлением железа и его сплавов началось изучение их свойств.
Первые мечи для придания им твердости и прочности делали довольно тяжелыми. Воинам приходилось брать их в обе руки, чтобы управляться с ними. Со временем появились новые сплавы, разрабатывались технологии производства. Легкие сабли и шпаги пришли на замену тяжеловесному оружию. Параллельно создавались орудия труда. С повышением прочностных характеристик совершенствовались инструменты и способы производства.
- Виды нагрузок
- Понятие о модуле упругости
- Таблица 1: Модуль упругости для металлов и сплавов
- Модуль упругости для разных марок стали
- Таблица 2: Упругость сталей
- Модули прочности
- Таблица 3: Модули прочности для сталей
Виды нагрузок
При использовании металлов прилагаются разные нагрузки статического и динамического воздействия. В теории прочности принято определять нагружения следующих видов.
- Сжатие – действующая сила сдавливает предмет, вызывая уменьшение длины вдоль направления приложения нагрузки.
Такую деформацию ощущают станины, опорные поверхности, стойки и ряд других конструкций, выдерживающих определённый вес. Мосты и переправы, рамы автомобилей и тракторов, фундаменты и арматура, – все эти конструктивные элементы находятся при постоянном сжатии.
- Растяжение – нагрузка стремится удлинить тело в определенном направлении. Подъемно-транспортные машины и механизмы испытывают подобные нагружения при подъеме и переноске грузов.
- Сдвиг и срез – такое нагружение наблюдается в случае действия сил, направленных вдоль одной оси навстречу друг другу. Соединительные элементы (болты, винты, заклепки и другие метизы) испытывают нагрузку подобного вида. В конструкции корпусов, металлокаркасов, редукторов и других узлов механизмов и машин обязательно имеются соединительные детали. От их прочности зависит работоспособность устройств.
- Кручение – если на предмет действует пара сил, находящихся на определенном расстоянии друг от друга, то возникает крутящий момент.
Эти усилия стремятся произвести скручивающую деформацию. Подобные нагружения наблюдаются в коробках передач, валы испытывают именно такую нагрузку. Она чаще всего непостоянная по значению. В течение времени величина действующих сил меняется.
- Изгиб – нагрузка, которая изменяет кривизну предметов, считается изгибающей. Мосты, перекладины, консоли, подъемно-транспортные механизмы и другие детали испытывают подобное нагружение.
Понятие о модуле упругости
В середине XVII века одновременно в нескольких странах начались исследования материалов. Предлагались самые разные методики по определению прочностных характеристик. Английский исследователь Роберт Гук (1660 г.) сформулировал основные положения закона по удлинению упругих тел в результате приложения нагрузки (закона Гука). Введены и понятия:
- Напряжения σ, которое в механике измеряется в виде нагрузки, приложенной к определенной площади (кгс/см², Н/м², Па).
- Модуля упругости Е, который определяет способность твердого тела деформироваться под действием нагружения (приложения силы в заданном направлении).
Единицы измерения также определяются в кгс/см² (Н/м², Па).
Формула по закону Гука записывается в виде ε = σz/E, где:
- ε – относительное удлинение;
- σz – нормальное напряжение.
Демонстрация закона Гука для упругих тел:
Из приведенной зависимости выводится значение Е для определенного материала опытным путем, Е = σz/ε.
Модуль упругости – это постоянная величина, характеризующая сопротивление тела и его конструкционного материала при нормальной растягивающей или сжимающей нагрузке.
В теории прочности принято понятие модуль упругости Юнга. Это английский исследователь дал более конкретное описание способам изменения прочностных показателей при нормальных нагружениях.
Значения модуля упругости для некоторых материалов приведены в таблице 1.
Таблица 1: Модуль упругости для металлов и сплавов
Наименование материала | Значение модуля упругости, 10¹²·Па |
Алюминий | 65…72 |
Дюралюминий | 69…76 |
Железо, содержание углерода менее 0,08 % | 165…186 |
Латунь | 88…99 |
Медь (Cu, 99 %) | 107…110 |
Никель | 200…210 |
Олово | 32…38 |
Свинец | 14…19 |
Серебро | 78…84 |
Серый чугун | 110…130 |
Сталь | 190…210 |
Стекло | 65…72 |
Титан | 112…120 |
Хром | 300…310 |
Модуль упругости для разных марок стали
Металлурги разработали несколько сотен марок сталей. Им свойственны разные значения прочности. В таблице 2 показаны характеристики для наиболее распространенных сталей.
Таблица 2: Упругость сталей
Наименование стали | Значение модуля упругости, 10¹²·Па |
Сталь низкоуглеродистая | 165…180 |
Сталь 3 | 179…189 |
Сталь 30 | 194…205 |
Сталь 45 | 211…223 |
Сталь 40Х | 240…260 |
65Г | 235…275 |
Х12МФ | 310…320 |
9ХС, ХВГ | 275…302 |
4Х5МФС | 305…315 |
3Х3М3Ф | 285…310 |
Р6М5 | 305…320 |
Р9 | 320…330 |
Р18 | 325…340 |
Р12МФ5 | 297…310 |
У7, У8 | 302…315 |
У9, У10 | 320…330 |
У11 | 325…340 |
У12, У13 | 310…315 |
Видео: закон Гука, модуль упругости.
Модули прочности
Кроме нормального нагружения, существуют и иные силовые воздействия на материалы.
Модуль сдвига G определяет жесткость. Эта характеристика показывает предельное значение нагрузки изменению формы предмета.
Модуль объемной упругости К определяет упругие свойства материала изменить объем. При любой деформации происходит изменение формы предмета.
Коэффициент Пуассона μ определяет изменения отношение величины относительного сжатия к растяжению. Эта величина зависит только от свойств материала.
Для разных сталей значения указанных модулей приведены в таблице 3.
Таблица 3: Модули прочности для сталей
Наименование стали | Модуль упругости Юнга, 10¹²·Па | Модуль сдвига G, 10¹²·Па | Модуль объемной упругости, 10¹²·Па | Коэффициент Пуассона, 10¹²·Па |
Сталь низкоуглеродистая | 165…180 | 87…91 | 45…49 | 154…168 |
Сталь 3 | 179…189 | 93…102 | 49…52 | 164…172 |
Сталь 30 | 194…205 | 105…108 | 72…77 | 182…184 |
Сталь 45 | 211…223 | 115…130 | 76…81 | 192…197 |
Сталь 40Х | 240…260 | 118…125 | 84…87 | 210…218 |
65Г | 235…275 | 112…124 | 81…85 | 208…214 |
Х12МФ | 310…320 | 143…150 | 94…98 | 285…290 |
9ХС, ХВГ | 275…302 | 135…145 | 87…92 | 264…270 |
4Х5МФС | 305…315 | 147…160 | 96…100 | 291…295 |
3Х3М3Ф | 285…310 | 135…150 | 92…97 | 268…273 |
Р6М5 | 305…320 | 147…151 | 98…102 | 294…300 |
Р9 | 320…330 | 155…162 | 104…110 | 301…312 |
Р18 | 325…340 | 140…149 | 105…108 | 308…318 |
Р12МФ5 | 297…310 | 147…152 | 98…102 | 276…280 |
У7, У8 | 302…315 | 154…160 | 100…106 | 286…294 |
У9, У10 | 320…330 | 160…165 | 104…112 | 305…311 |
У11 | 325…340 | 162…170 | 98…104 | 306…314 |
У12, У13 | 310…315 | 155…160 | 99…106 | 298…304 |
Для других материалов значения прочностных характеристик указывают в специальной литературе. Однако, в некоторых случаях проводят индивидуальные исследования. Особенно актуальны подобные исследования для строительных материалов. На предприятиях, где выпускают железобетонные изделия, регулярно проводят испытания по определению предельных значений.
Republished by Blog Post Promoter
Что такое модуль Юнга стали?
Модуль Юнга характеризуется как отношение продольного напряжения к продольной деформации. Это модуль, который нам нужен в том случае, если нам нужно исследовать разницу в длине материала с точностью до любого прямого измерения (диапазона, длины или высоты).
Продольное напряжение = сила (f)/ площадь поперечного сечения (a) = f/ a
Продольная деформация = удлинение (e)/ первоначальная длина (lo) = e/ lo
Модуль Юнга (e) = (f/ a)/ (e/ lo) = flo/ea
Модуль Юнга стали при комнатной температуре находится между 190 ГПа (27500 KSI) и 215 ГПа (31200). Модуль Юнга стали заключается в том, что жизнь негибкости или надежности материала; количественная связь заботы с соответствующим напряжением внизу, насколько это возможно. Модуль стальных материалов заключается в том, что шаг напряжения-деформации ветра внутри изменяется прямо пропорционально напряжению к деформации. Меч, углеродное волокно и стекло среди прочего обычно рассматриваются как прямые материалы, в то время как другие материалы, например, эластичные и грунты, не являются прямыми. Как бы то ни было, это не абсолютная группа, если небольшие нагрузки или напряжения применяются к непрямому материалу, реакция будет прямой, но если к прямому материалу приложено очень сильное напряжение или напряжение, прямого предложения будет недостаточно. Например, поскольку прямое предложение предполагает обратимость, нелепо использовать прямой тезис для описания разочарования 9.0011 Модуль Юнга соединений стали под большой нагрузкой; в пагубности того факта, что меч является прямым материалом для большинства применений. Точно рассчитанный модуль молодости металлов достоверно ниже физически измеренного, особенно после пластического нагружения. Кроме того, пренебрежительно упругая погрузка и разгрузка не являются прямыми; он показывает значительную кривизну и гистерезис.
В то время как многочисленные отчеты об этом предполагаемом влиянии модуля появились, толщина поведения среди сортов стали.
Модуль Юнга для растягивающей нагрузки является средним значением для углерода и соединений, включая мягкую сталь, составляет 30e6 фунтов на квадратный дюйм (или 207 ГПа), а для конструкционных марок составляет 29е6 фунтов на квадратный дюйм (или 200 ГПа). Например, чтобы определить модуль гибкости стали, сначала нужно выделить местонахождение упругой деформации на кривой напряжение-деформация, которая применима к деформациям не точно около 1 процента, или ε = 0,01. Отсюда, используя формулу модуля упругости, модуль упругости модуля Юнга стали равен e = σ/ ε = 250 н/мм2/0,01, или н/мм2.
Модуль упругости — это свойство материала, которое демонстрирует качество или негибкость стальных материалов, используемых для изготовления заземляющих деталей. Модуль упругости стали также обычно называют модулем Юнга. Модуль упругости Модуль Юнга стали является мерой пропорциональности между растягивающим напряжением и деформацией при растяжении стального материала. Эта связь может быть выражена следующим уравнением.
Σ = exε
Ε эпсилон
Σ сигма
Аналогично, «Напряжение относительно деформации».
Модуль Юнга является пропорцией строгости или твердости материала; насколько это возможно, пропорция заботливости к соответствующему напряжению ниже. Модуль податливости – это степень изгиба деформации давления по компасу прямой пропорциональности бережливости к деформации деформации давления. Точно так же модуль Юнга стали является более подходящим материалом для конструкционных операций, чем металл. Это связано с тем, что он имеет более высокий модуль e. Это говорит о том, что сталь имеет повышенный предел несущей способности и может отражать повышенное давление при использовании в качестве элемента. Кроме того, это показывает, что конструкции из стали были бы более надежными и более надежными, чем металл.
steeloncall
13 мая 2020 г.
Что такое модуль Юнга стали? |
Что такое модуль Юнга стали?
- 16 апреля 2021 г.
Что такое модуль Юнга стали?
Содержание
Модуль Юнга стали (также называемый модулем упругости стали) составляет от 190 до 210 ГПа при комнатной температуре, что составляет от 27500 до 31200 тысяч фунтов на квадратный дюйм. Модуль Юнга стали является мерой ее жесткости/сопротивления упругой деформации растягивающим нагрузкам.
Причина различных значений модуля Юнга сталей связана с производственным процессом, в котором учитывается количество примесей в стали и указанный тип/марка стали.
Единица модуля Юнга обычно принимается как гигапаскаль (ГПа), что составляет Па x 10 6
Европейский стандарт устанавливает модуль Юнга стали как 210 000 МПа в соответствии с EN 1993-1-1 Раздел 3.2.6.
Таблица модулей упругости из углеродистой стали
Материал | Модуль Юнга в ГПа | Модуль Юнга в тысячах фунтов на квадратный дюйм |
АСТМ А228 | 210 | 30458 |
АСТМ А36 | 200 | 29008 |
AISI 1010 | 205 | 29700 |
AISI 1018 | 205 | 29700 |
AISI 1020 | 205 | 29700 |
AISI 1025 | 190-210 | 27557-30458 |
AISI 1040 | 190-210 | 27557-30458 |
AISI 1045 | 205 | 29700 |
Таблица модуля упругости из нержавеющей стали
Материал | Модуль Юнга в ГПа | Модуль Юнга в тысячах фунтов на квадратный дюйм |
Класс 316 | 193 | 27992 |
Класс 405 | 200 | 29008 |
Марка 440С | 200 | 29008 |
Модуль Юнга сталей и обычных металлов
Материал | Модуль Юнга (ГПа) |
Алюминий Бронза | 120 |
Алюминий | 69 |
Алюминиевые сплавы | 70 |
Сурьма | 78 |
Бериллий (Be) | 287 |
Бериллиевая медь | 124 |
Висмут | 32 |
Латунь | 102 – 125 |
Латунь, морская | 100 |
Бронза | 96 – 120 |
Кадмий | 32 |
Пластик, армированный углеродным волокном | 150 |
Углеродная нанотрубка, одностенная | 1000 |
Хром | 248 |
Кобальт | 207 |
Медь | 117 |
Алмаз (С) | 1220 |
Золото | 74 |
Серый чугун | 130 |
Инконель | 214 |
Иридий | 517 |
Железо | 210 |
Свинец | 13,8 |
Металлический магний (Mg) | 45 |
Марганец | 159 |
Молибден (Mo) | 329 |
Монель-металл | 179 |
Никель | 170 |
Нейзильбер | 128 |
Никелированная сталь | 200 |
Ниобий (Колумбий) | 103 |
Осмий (Os) | 550 |
Фосфористая бронза | 116 |
Платина | 147 |
Родий | 290 |
Сапфир | 435 |
Кремний | 130 – 185 |
Карбид кремния | 450 |
Серебро | 72 |
Сталь нержавеющая AISI 302 | 180 |
Сталь, конструкционная ASTM-A36 | 200 |
Тантал | 186 |
Торий | 59 |
Олово | 47 |
Титановый сплав | 105 – 120 |
Вольфрам (W) | 400 – 410 |
Карбид вольфрама (WC) | 450 – 650 |
Уран | 170 |
Ванадий | 131 |
Кованое железо | 190 – 210 |
Цинк | 83 |
Как найти модуль упругости стали?
Модуль упругости стали определяют по экспериментальным данным испытания на растяжение образца материала.