Физические и химические свойства.

Физические свойства. К физическим свойствам металлов относят цвет, плотность, температуру плавления, теплопроводность, тепловое расширение, теплоемкость, электропроводность, магнитные свойства и др.

Плотность металла характеризуется его массой, заключенной в единице объема. По плотности все металлы делят на легкие (менее 4500 кг/м3) и тяжелые. Плотность имеет большое значение при создании различных изделий. Например, в самолето- и ракетостроении стремятся использовать более легкие металлы и сплавы (алюминиевые, магниевые, титановые), что способствует снижению массы изделий.

Температурой плавления называют температуру, при которой металл переходит из твердого состояния в жидкое. По температуре плавления различают тугоплавкие металлы (вольфрам 3416° С, тантал 2950°С, титан 1725°С. и др.) V легкоплавкие (олово 232°С, свинец 327°С, цинк 419,5°С, алюминий 660°С). Температура плавления имеет большое значение при выборе металлов для изготовления литых изделий, сварных и паяных соединений, термоэлектрических приборов и других изделий. В единицах СИ температуру плавления выражают в градусах Кельвина (К).

Химические свойства. Химические свойства характеризуют способность металлов и сплавов сопротивляться окислению или вступать в соединение с различными веществами: кислородом воздуха, растворами кислот, щелочей и др. Чем легче металл вступает в соединение с другими элементами/тем быстрее он разрушается. Химическое разрушение металлов под действием на их поверхность внешней агрессивной среды называют коррозией.

Механические свойства.

Способность металла сопротивляться воздействию внешних сил характеризуется механическими свойствами. Поэтому при выборе материала для изготовления деталей машин необходимо прежде всего учитывать его механические свойства: прочность, упругость, пластичность, ударную вязкость, твердость и выносливость. Эти свойства определяют по результатам механических испытаний, при которых металлы подвергают воздействию внешних сил (нагрузок). Внешние силы могут быть статическими, динамическими или циклическими (повторно-переменными). Нагрузка вызывает в твердом теле напряжение и деформацию.

Прочность — способность материала сопротивляться разрушению под действием нагрузок оценивается пределом прочности и пределом текучести. Важным показателем прочности материала является также удельная прочность — отношение предела прочности материала к его плотности. Предел прочности σв (временное сопротивление) —это условное напряжение в Па (Н/м2). соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца: σв = Pmax/Fo, где Рmах — наибольшая нагрузка, Н; Fo—начальная площадь поперечного сечения рабочей части образца, м2. Истинное сопротивление разрыву S k — это напряжение, определяемое отношением нагрузки Рк в момент разрыва к площади минимального поперечного сечения образца после разрыва Fк (Sк = Рк/ Fк).

Свариваемость — способность металлов образовывать сварное соединение, свойства которого близки к свойствам основного металла. Ее определяют пробой сваренного образца на загиб или растяжение.

 

Расчет детали в элементах конструкции.

 

14Г2 460Мпа.

1.Расчетная часть.

Ферма.

Нагрузка	Нормативная нагрузка	Коэффициент перегрузки	Расчетная нагрузка
Защитный гравийно-битумный слой.	0.14	1.2	0.168
Руберойдный каверна битумный	0.15	1.1	0.165
Утеплитель Фрп-1	0.05	1.2	0.06
Стальной профильный настил Н Т9-680-1	0.24	1.1	0.264
Прогоны	0.25	1.1	0.275
Итого	0.83	Х	0.932

Расчетная нагрузка на единицу длины фермы.

L = 18

Q = 0.932 * 18 = 16.776 кА/м.

Определение снеговой нагрузки.

P_p = 1.4 * 1 * L = 1.4 * 12 = 16.8

Q_сущ = q + pp = 16.776 * 16.8 = 281.8 kH/m

C = 1 + 0.1 * 2а\3a = 1 + 0.1 * 2*1.5\3*1.5 = 1.06

C₁ = 1 + 0.6 * 2а\Sp = 1 + 0.6 * 2*1.5\1 = 2.8

C₂ = 1 + 0.4 * 2а\Sp = 1 + 0.4 * 2*1.5\1 = 2.2

S_p = b2 из условия 1.

Эпюра Фермы.

I. P_p * C₁ = 16.8 * 2.8 = 47.04

P_p * 0.8 = 16.8 * 0.8 = 13.44

Распределительная суммарная нагрузка.

 

1) q_1сущ = q + P_p * c = 16.7 + 16.8 * 1.06 = 34.508

2) q_2сущ = q + P_p * c1 = 16.7 + 16.8 * 2.8 = 63.74

3) q_3сущ = q + P_p * 0.8 = 16.7 + 16.8 * 0.8 = 30.14

 

Расчет узловых сил.

 

Р₁ = q_1сущ a\2 = 34.5 * 1.5\2 = 25.875 kH

Р₂ = q_1сущ * a = 34.5 * 1.5 = 51.75 kH

Р₃ = q_1сущ * a = 34.5 * 1.5 = 51.75 kH

Р₄ = (q_2сущ + q_3сущ) * a\2 = (63.7 + 30.14) * 1.5\2 = 70.38 kH

Р₅ = q_3сущ * a = 30.14 * 1.5 = 45.21 kH