Работа стали при сложном напряженном состоянии

При опытном изучении образцов на растяжение устанавливается значение предела текучести σт. При этом в образцах развиваются нормальные линейные напряжения, т. е. имеет место одноосное напряженное состояние.

В случае сложного напряженного состояния (например, плоского напряженного состояния, когда образец растягивается в двух направлениях, или при совместном действии нормальных и касательных напряжений при изгибе) переход в пластическое состояние, согласно энергетической теории, характеризуется предельным значением удельной работы деформации тела (при изменении под влиянием сдвига кристаллов только формы тела, а не объема его).

Этот переход в пластическое состояние обычно выражают через приведенное напряжение, приравнивая его пределу текучести, найденному при простом растяжении.

Следовательно, приведенное напряжение
— это напряжение такого одноосного напряженного состояния, которое по условию перехода в пластическое состояние соответствует данному сложному напряженному состоянию.

В случае простого изгиба при действии нормальных и касательных напряжений, а также и при изгибе и кручении приведенное напряжение выразится следующим образом1:

Формула (3.II)

В случае чистого сдвига, когда а — 0, мы получим из формулы (З.II) условие текучести при максимальных возможных значениях касательных напряжений (полагая R = σт)

Формула (З´.II)

Для плоского напряженного состояния

Формула (4.II)

где σ1 и σ2 — напряжения в двух перпендикулярных направлениях.

1 Подробно эти вопросы излагаются в курсах сопротивления материалов, например Н. М. Беляева, «Сопротивление материалов», Машгиз, 1955.

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Структура стали и явление текучести

Малоуглеродистая сталь представляет собой однородное кристаллическое тело, состоящее из мелких кристаллов феррита, образующих зерна (Fe — чистое железо), и перлита (смесь цементита Fe3C с ферритом), расположенного главным образом по стыкам ферритных зерен и образующего как бы «сетку» или вкрапления между зернами. Структура стали Ст. 3 (микрошлиф Х 80) Перлит значительно тверже феррита и более хрупок….

Работа стали на растяжение

Если подвергнуть образец растяжению, последовательно увеличивая нагрузку Р, и производить при этом замеры получающихся удлинений ∆l, то можно построить опытную диаграмму растяжения, откладывая удлинение в функции нагрузки. Для удобства сравнения эту диаграмму выражают в напряжениях и относительных удлинениях: где σ — нормальное напряжение; F — первоначальная площадь сечения образца; ε — относительное удлинение в процентах;…