Техника - молодёжи 1952-10, страница 32
«При конструировании новых машин добиваться снижения их веса при улучшении качествам Из проекта ЦК ВКП(б) «Директивы XIX съезда партии по пятому пятилетнему плану развития СССР на 1951—1955 годы>. Инженер В. ИВАНОВА Рис. Ф. ЗАВАЛОВА Яростно рыча мотором, экскаватор всаживает зубья ковша в тяжелый каменистый грунт; летчик, оканчивая каскад фигур высшего пилотажа, выводит самолет из стремительного пике; огромная океанская волна поднимает на свой гребень корабль, корма и нос его повисают над водой; пар хлынул в турбину, ударил в лопатки - и вот уже, набрав обороты, с бешеной скоростью вращается многотонный ротор; тяжелый состав весом в полторы-две тысячи тонн въезжает на кажущийся таким легким, ажурным железнодорожный мост... И всюду на детали машин й сооружений обрушиваются грозные могучие силы. Они угрожают согнуть стрелу экскаватора, оборвать ее тяги, исковеркать крылья и раму самолета, переломить надвое корабль, превратить в стремительно разлетающиеся обломки диск турбины, обрушить висящий над пропастью настил полотна дороги. Но ни тени беспокойства не возникает у экскаваторщика, летчика, капитана, машинистов турбины и поезда. Они знают: все будет в порядке, никаких аварий и поломок не произойдет. Люди, создающие машины и сооружения, делают все, чтобы их изделия были прочными, надежными в работе. Первая заповедь строителей — забота о прочности. Забвение этой заповеди недопустимо. Был такой случай. На одном быстроходном генераторе гайка, прикрепляющая полюсы к ободу роторного колеса, по ошибке была изготовлена из недостаточно прочной марки стали. Во время работы гайка не выдержала, сломалась, и вслед за этим стал разрушаться весь генератор. Гайка, стоящая несколько копеек, явилась причиной гибели генератора, цена которого исчисляется десятками тысяч рублей. А как нужно быть осторожным, создавая машины и сооружения, 30 которым мы вверяем наши жизни — самолеты, автомобили, поезда, мосты, лифты, дома! О СТАТИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ Инженеры различают несколько видов прочности. Они говорят о прочности статической, прочности циклической, прочности при высоких температурах и т. д. В зависимости от характера и условий нагрузки мы имеем дело с тем или иным видом прочности. Статическая прочность характеризует способность детали сопротивляться действию статических сил —сил, которые во время работы остаются постоянными или плавно возрастают. Балки, стены, фундаменты, тросы кранов, стенки трубопроводов испытывают постоянные давления. При расчете их мы имеем дело со статической прочностью. Подвесим к испытываемому металлическому стержню небольшой груз. Поделив вес груза на площадь поперечного сечения стержня, вычислим напряжение, возникающее в металле, то-есть нагрузку на еди- На диаграммах справа — удлинение металлического стержня в зависимости от нагрузки. При нагрузках, не превосходящих некоторой величины, удлинение стержня пропорционально нагрузке и при снятии ее стержень возвращается в первоначальное положение (верхн. рис.). При больших нагрузках удлинение уже не пропорционально нагрузке, и если последнюю снять, стержень не вернется в прежнее состояние, он удлинится на величину , называемую остаточным удлинением (средн. рис.). Когда нагрузка достигает определенной величины, стержень начинает разрушаться: в каком-либо месте он утончается, образуется «шейка», и наступает разрыв, даже если растягивающая нагрузка будет уменьшена (нижн. рис.). ницу площади этого сечения. Нагруженный стержень чуть-чуть удлинится. Точными приборами это удлинение можно обнаружить и измерить. Теперь уберем груз и измерим длину стержня. Оказывается, стержень сократился до первоначальной длины. Как скажет инженер, стержень испытал упругую деформацию. Деформация, вызванная нагрузкой, исчезла, как только нагрузка снята. Повторяем опыт, всякий раз понемногу увеличивая груз, подвешиваемый к стержню. Чем больше груз, тем сильнее удлиняется стержень. Некоторое время все идет по-старому. Как только груз снят, стержень сокращается до первоначальной длины. Но вот картина начинает менягь ся. Сокращения стержня уже не могут полностью ликвидировать растяжение, вызванное нагрузкой. Получается остаточная деформация. Металл, как говорят, начинает «течь». С увеличением нагрузки остаточное удлинение возрастает. Вот оно достигло 0,2% от первоначальной длины образца. Напряжение, соответствующее этому случаю, инженеры называют пределом текучести. Продолжаем плавно увеличивать нагрузку. И вот наступает момент, когда в каком-то месте на стержне появляется «шейка». Мы достигли предела прочности. Теперь наш опыт быстро идет к концу. Стержень быстро удлиняется. Удлинение не прекращается, если даже снять часть груза. Ведь теперь нагрузка приходится на все уменьшающееся сечение «шейки». И, наконец, стержень разрывается. Предел прочности и предел текучести — эти две величины являются основными показателями при оценке статической прочности того или иного материала. У/ЩУА tZZtZb <?Щж Г^ДИАГРАММА S РАСТЯЖЕНИЯ & f V/Jfy/A I fifys/A чф, JSL Ш |
