قوة الخضوع هي الضغط المقابل للقيمة المتبقية للاستطالة بعد إزالة الحمل. تحديد هذه القيمة ضروري لاختيار المعادن المستخدمة في الإنتاج. إذا لم يتم أخذ هذه المعلمة في الاعتبار ، فقد يؤدي ذلك إلى عملية مكثفة لتطوير التشوه في مادة محددة بشكل غير صحيح. من المهم جدًا مراعاة نقاط القوة عند تصميم الهياكل المعدنية المختلفة.
الخصائص الفيزيائية
تشير قوة العائد إلى مؤشرات القوة. إنها تمثل تشوهًا ضخمًا مع تصلب صغير نوعًا ما. فيزيائيًا ، يمكن تمثيل هذه المعلمة كخاصية للمادة ، وهي: الإجهاد ، الذي يتوافق مع القيمة الأقل لنقطة العائد في الرسم البياني (الرسم البياني) لتمدد المواد. يمكن أيضًا تمثيل هذا كصيغة: σT=PT/ F0، حيث P Tتعني حمل الإجهاد الناتج ، و F0يتوافق مع الأصلمنطقة المقطع العرضي للعينة قيد النظر. يحدد PT ما يسمى بالحد بين مناطق التشوه المرن والبلاستيك المرن للمادة. حتى الزيادة الطفيفة في الضغط (فوق DC) ستسبب تشوهًا كبيرًا. عادة ما يتم قياس مقاومة الخضوع للمعادن بالكيلو جرام / ملم2أو N / m2. تتأثر قيمة هذه المعلمة بعوامل مختلفة ، على سبيل المثال ، وضع المعالجة الحرارية ، وسمك العينة ، ووجود عناصر صناعة السبائك والشوائب ، والنوع ، والبنية الدقيقة ، وعيوب الشبكة البلورية ، وما إلى ذلك. تتغير قوة الخضوع بشكل ملحوظ مع درجة الحرارة. ضع في اعتبارك مثالاً للمعنى العملي لهذه المعلمة.
قوة الخضوع للأنابيب
الأكثر وضوحا هو تأثير هذه القيمة في بناء خطوط الأنابيب لأنظمة الضغط العالي. في مثل هذه الهياكل ، يجب استخدام الفولاذ الخاص ، الذي يحتوي على قوة غلة كبيرة بما فيه الكفاية ، بالإضافة إلى الحد الأدنى من مؤشرات الفجوة بين هذه المعلمة وقوة الشد. كلما زاد حد الفولاذ ، يجب أن يكون أعلى ، بطبيعة الحال ، هو مؤشر القيمة المسموح بها لجهد التشغيل. هذه الحقيقة لها تأثير مباشر على قيمة قوة الفولاذ ، وبالتالي على الهيكل بأكمله. نظرًا لحقيقة أن معلمة قيمة التصميم المسموح بها لنظام الضغط لها تأثير مباشر على القيمة المطلوبة لسمك الجدار في الأنابيب المستخدمة ، فمن المهم حساب خصائص قوة الفولاذ بأكبر قدر ممكن من الدقة تستخدم في التصنيعأنابيب. إحدى الطرق الأكثر موثوقية لتحديد هذه المعلمات هي إجراء دراسة على عينة غير مستمرة. في جميع الحالات ، يجب مراعاة الفرق بين قيم المؤشر قيد الدراسة ، من جهة ، وقيم الضغط المسموح بها ، من جهة أخرى.
بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تعلم أن قوة الخضوع للمعدن يتم ضبطها دائمًا نتيجة للقياسات التفصيلية القابلة لإعادة الاستخدام. لكن نظام الفولتية المسموح بها يتم اعتماده بشكل كبير على أساس المعايير أو بشكل عام نتيجة للشروط الفنية المنفذة ، وكذلك بناءً على التجربة الشخصية للشركة المصنعة. في أنظمة خطوط الأنابيب الرئيسية ، يتم وصف المجموعة التنظيمية بأكملها في SNiP II-45-75. لذلك ، يعد تحديد عامل الأمان مهمة عملية معقدة إلى حد ما وهامة للغاية. يعتمد التحديد الصحيح لهذه المعلمة كليًا على دقة القيم المحسوبة للضغط والحمل وقوة الخضوع للمادة.
عند اختيار العزل الحراري لأنظمة الأنابيب ، فهم يعتمدون أيضًا على هذا المؤشر. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن هذه المواد تتلامس مباشرة مع القاعدة المعدنية للأنبوب ، وبالتالي يمكن أن تشارك في العمليات الكهروكيميائية التي تؤثر سلبًا على حالة خط الأنابيب.
مواد متمددة
تحدد قوة الخضوع للشد المقدار الذي سيظل فيه الضغط كما هو أو ينخفض على الرغم من الاستطالة. أي أن هذه المعلمة ستصل إلى نقطة حرجة عندما يكون هناك انتقال من المرونة إلىمنطقة تشوه البلاستيك للمادة. اتضح أن مقاومة الخضوع يمكن تحديدها باختبار القضيب.
حساب الجمعة
في مقاومة المواد ، تكون مقاومة الخضوع هي الضغط الذي يبدأ عنده تطور تشوه البلاستيك. لنلقِ نظرة على كيفية حساب هذه القيمة. في التجارب التي أجريت على عينات أسطوانية ، تم تحديد قيمة الضغط الطبيعي في المقطع العرضي في لحظة حدوث تشوه لا رجعة فيه. باستخدام نفس الطريقة في التجارب مع التواء العينات الأنبوبية ، يتم تحديد مقاومة إنتاج القص. بالنسبة لمعظم المواد ، يتم تحديد هذا المؤشر بواسطة الصيغة σT=τs√3. في بعض الحالات ، ينتج عن الاستطالة المستمرة لعينة أسطوانية في مخطط إجهاد طبيعي مقابل مخطط استطالة اكتشاف ما يسمى سن الخضوع ، أي انخفاض حاد في الإجهاد قبل حدوث تشوه البلاستيك.
علاوة على ذلك ، يحدث مزيد من النمو لمثل هذا التشويه إلى قيمة معينة عند جهد ثابت ، وهو ما يسمى FET الفيزيائي. إذا كانت مساحة العائد (القسم الأفقي من الرسم البياني) لها مدى كبير ، فإن هذه المادة تسمى بشكل مثالي البلاستيك. إذا كان الرسم التخطيطي لا يحتوي على منصة ، فإن العينات تسمى التصلب. في مثل هذه الحالة ، من المستحيل التحديد الدقيق للقيمة التي سيحدث عندها تشوه البلاستيك.
ما هي قوة الخضوع المشروطة؟
لنكتشف ما هي هذه المعلمة. في الحالات التي لا يحتوي فيها مخطط الإجهاد على مناطق واضحة ، يلزم تحديد FET الشرطي. إذن هذه هي قيمة الإجهاد التي عندها يكون الإجهاد المتبقي النسبي 0.2 بالمائة. لحسابه على مخطط الضغط على طول محور التعريف ε ، من الضروري وضع قيمة تساوي 0 ، 2 جانبًا. يتم رسم خط مستقيم من هذه النقطة ، موازيًا للقسم الأولي. نتيجة لذلك ، تحدد نقطة تقاطع الخط المستقيم مع خط الرسم التخطيطي قيمة قوة الخضوع الشرطية لمادة معينة. تسمى هذه المعلمة أيضًا PT الفنية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تمييز قوى الخضوع المشروطة في الالتواء والانحناء بشكل منفصل.
تدفق الذوبان
تحدد هذه المعلمة قدرة المعادن المنصهرة على ملء الأشكال الخطية. سيولة الذوبان للسبائك المعدنية والمعادن لها مصطلحها الخاص في الصناعة المعدنية - السيولة. في الواقع ، هذا هو التبادل بين اللزوجة الديناميكية. يعبر النظام الدولي للوحدات (SI) عن سيولة السائل في Pa-1 c-1.
قوة الشد المؤقتة
دعونا ننظر في كيفية تحديد هذه الخاصية من الخصائص الميكانيكية. القوة هي قدرة المادة ، في ظل حدود وشروط معينة ، على إدراك التأثيرات المختلفة دون الانهيار. عادة ما يتم تحديد الخواص الميكانيكية باستخدام مخططات التوتر الشرطي. للاختبار ، المعيارعينات. تم تجهيز أدوات الاختبار بجهاز يقوم بتسجيل الرسم التخطيطي. تؤدي الأحمال الزائدة عن المعيار إلى حدوث تشوه كبير في البلاستيك في المنتج. تتوافق قوة الخضوع وقوة الشد مع أعلى حمل يسبق التدمير الكامل للعينة. في المواد المطيلة ، يتركز التشوه في منطقة واحدة ، حيث يظهر تضيق موضعي للمقطع العرضي. ويسمى أيضا العنق. نتيجة لتطور الانزلاقات المتعددة ، تتشكل كثافة عالية من الاضطرابات في المادة ، وينشأ أيضًا ما يسمى بالانقطاعات النووية. نتيجة لتضخمها ، تظهر المسام في العينة. عند اندماجها مع بعضها البعض ، تشكل شقوقًا تنتشر في الاتجاه العرضي لمحور التوتر. وفي اللحظة الحرجة ، يتم تدمير العينة تمامًا.
ما هو PT؟
هذه المنتجات هي جزء لا يتجزأ من الخرسانة المسلحة ، تهدف ، كقاعدة عامة ، لمقاومة قوى الشد. عادة ما يتم استخدام حديد التسليح ، ولكن هناك استثناءات. يجب أن تعمل هذه المنتجات مع كتلة الخرسانة في جميع مراحل تحميل هذا الهيكل ، دون استثناء ، ولها خصائص بلاستيكية ودائمة. وأيضاً استيفاء جميع شروط التصنيع لهذه الأنواع من العمل. يتم تحديد الخواص الميكانيكية للصلب المستخدم في تصنيع الوصلات وفقًا لـ GOST والشروط الفنية. يوفر GOST 5781-61 أربع فئات من هذه المنتجات. الثلاثة الأولى مخصصة للهياكل التقليدية ، بالإضافة إلى القضبان غير المجهدة فيأنظمة مجهدة. يمكن أن تصل قوة الخضوع للتعزيز ، اعتمادًا على فئة المنتج ، إلى 6000 كجم / سم2. لذلك ، بالنسبة للفئة الأولى ، هذه المعلمة ما يقرب من 500 كجم / سم2، للثانية - 3000 كجم / سم2، للثالث 4000 كجم / سم2، بينما يحتوي الرابع على 6000 كجم / سم2.
قوة الخضوع للفولاذ
بالنسبة للمنتجات الطويلة في الإصدار الأساسي من GOST 1050-88 ، يتم توفير قيم PT التالية: الصف 20-25 kgf / mm2، الصف 30-30 kgf / مم2، العلامة التجارية 45-36 kgf / مم2. ومع ذلك ، بالنسبة لنفس الفولاذ ، المصنوع باتفاق مسبق بين المستهلك والشركة المصنعة ، قد يكون لقوة الخضوع قيم مختلفة (نفس GOST). لذلك ، سيكون للفولاذ من الدرجة 30 PT بمقدار 30 إلى 41 kgf / mm2، وستكون الدرجة 45 في نطاق 38-50 kgf / mm2.
الخلاصة
عند تصميم العديد من الهياكل الفولاذية (مباني ، جسور ، إلخ) ، يتم استخدام مقاومة الخضوع كمؤشر لمعيار القوة عند حساب قيم الأحمال المسموح بها وفقًا لعامل الأمان المحدد. لكن بالنسبة لأوعية الضغط ، يتم حساب قيمة الحمل المسموح به على أساس PT ، وكذلك قوة الشد ، مع مراعاة مواصفات ظروف التشغيل.
