При возведении любых металлических конструкций одним из важнейших показателей является их надёжность и стойкость в отношении нагрузок и прочих механических воздействий. В числе главных физических свойств — прочность металла на разрыв. Именно его учитывают в металлургической промышленности, гарантируя, таким образом, безопасность металлоконструкций, изделий.
Прочность на разрыв: что означает термин?
Прочность на разрыв также называют разрывной или прочностью при растяжении. Это особый механический показатель, который характеризует металл со стороны рассмотрения его прочностных свойств при растяжении. Проще говоря, он показывает, каким является наибольшее растягивающее напряжение, чтобы можно было определить, насколько по максимуму можно нагружать изделие. После того как нагрузка превысит допустимый максимальный предел, металл не выдержит и разрушится.
Обозначается показатель – Rm. Для его определения проводятся специальные испытания в металлургических лабораториях на образцах стержневой формы.
Проведение испытаний на определение показателя и расчеты
Для проведения испытаний кроме образца используются специальные испытательные стенды. Сюда закрепляют один конец подлежащего опробованию образца металлического стержня. К его противоположному концу присоединяется крепление привода. Далее приводом (он может быть электромеханическим, гидравлическим – зависит от вида испытуемого материала) создается определённая нагрузка и постепенно увеличивается.
После этого система контроля проводит фиксирование показателей усилий при растяжении, замеряет удлинение, позволяет отследить все остальные виды деформирования образца (их несколько, но для итога важно зафиксировать остаточную (пластичную), она возникает до установления предела прочности при растяжении металла на разрыв).
По промежуточным данным строится диаграмма, затем вычисляются данные по формуле:
Rm = Fm / Sо, где:
- Sо – площадь поперечного сечения;
- Fm – зафиксированный при испытаниях максимальный предел усилия растяжения.
Порядок проведения испытаний и требования установлены международными стандартами:
- для металла необходим ISO 6892;
- для композитов и пластмассовых образцов – ISO 527.
В характеристиках материала данный показатель указывается выраженным либо в мегапаскалях, либо в Н/мм².
Виды пределов по прочности и для чего они учитываются?
Рассматриваемый показатель является очень важным механическим свойством стали, сплавов, металлов и, в принципе, любого композитного материала. Он нужен для проведения расчетов прочных возможностей конструкции и деталей, и уже на основании этого принимается решение о сфере применения.
Пределов прочности, на самом деле, существует несколько:
- при растяжении (рассмотрен выше);
- при сжатии (он показывает, насколько металл способен противостоять давлению извне);
- на изгиб (для многих деталей важна определенная гибкость материала);
- при кручении (важно для изготовления, например, приводных валов, которыми передается крутящий момент).
