חוזק תפוקה הוא המתח המתאים לערך השיורי של התארכות לאחר הסרת העומס. קביעת ערך זה הכרחית לבחירת המתכות המשמשות בייצור. אם פרמטר זה לא נלקח בחשבון, זה יכול להוביל לתהליך אינטנסיבי של פיתוח דפורמציה בחומר שנבחר בצורה שגויה. חשוב מאוד לקחת בחשבון עוצמות תשואה בעת תכנון מבני מתכת שונים.
מאפיינים פיזיים
חוזק התשואה מתייחס למדדי חוזק. הם מייצגים דפורמציה מקרופלסטית עם התקשות קטנה למדי. מבחינה פיזית, פרמטר זה יכול להיות מיוצג כמאפיין של החומר, כלומר: מתח, התואם את הערך הנמוך של נקודת התפוקה בגרף (דיאגרמה) של מתיחה של חומרים. ניתן לייצג זאת גם כנוסחה: σT=PT/F0, כאשר PT פירושו עומס מתח התשואה, ו-F0 מתאים למקורשטח החתך של המדגם הנדון. PT קובע את הגבול שנקרא בין אזורי העיוות האלסטי-פלסטי והאלסטי של החומר. אפילו עלייה קלה במתח (מעל DC) תגרום לעיוות משמעותי. חוזק התפוקה של מתכות נמדד בדרך כלל בק"ג/מ"מ2 או N/m2. ערכו של פרמטר זה מושפע מגורמים שונים, למשל, מצב הטיפול בחום, עובי המדגם, נוכחותם של אלמנטים מתגזרים וזיהומים, סוג, מבנה המיקרו והפגמים של סריג הגביש וכו'. חוזק התפוקה משתנה באופן משמעותי עם הטמפרטורה. שקול דוגמה למשמעות המעשית של פרמטר זה.
חוזק תפוקה של צינורות
הברור ביותר הוא השפעתו של ערך זה בבניית צינורות של מערכות בלחץ גבוה. במבנים כאלה, יש להשתמש בפלדה מיוחדת, בעלת עוצמות תשואה גדולות מספיק, כמו גם אינדיקטורים לפער מינימלי בין פרמטר זה לחוזק המתיחה. ככל שהגבול של פלדה גדול יותר, כך גבוה יותר, באופן טבעי, האינדיקטור של הערך המותר של מתח ההפעלה. לעובדה זו יש השפעה ישירה על ערך חוזק הפלדה, ובהתאם, על המבנה כולו בכללותו. בשל העובדה שלפרמטר של ערך התכנון המותר של מערכת הלחץ יש השפעה ישירה על הערך הנדרש של עובי הדופן בצינורות המשמשים, חשוב לחשב בצורה מדויקת ככל האפשר את מאפייני החוזק של הפלדה שתהיה לשמש בייצורצינורות. אחת השיטות האותנטיות ביותר לקביעת פרמטרים אלו היא עריכת מחקר על מדגם לא רציף. בכל המקרים, יש לקחת בחשבון את ההבדל בין ערכי המדד הנדון מחד גיסא, לבין ערכי הלחץ המותרים מאידך.
בנוסף, עליך לדעת כי חוזק התפוקה של המתכת נקבע תמיד כתוצאה מדידות מפורטות לשימוש חוזר. אבל מערכת המתחים המותרים מאומצת ברובה על בסיס תקנים או באופן כללי כתוצאה מהתנאים הטכניים שבוצעו, כמו גם על סמך הניסיון האישי של היצרן. במערכות צינור תא המטען, כל האוסף הרגולטורי מתואר ב-SNiP II-45-75. לכן, קביעת מקדם הבטיחות היא משימה מעשית מסובכת למדי וחשובה מאוד. הקביעה הנכונה של פרמטר זה תלויה לחלוטין ברמת הדיוק של הערכים המחושבים של מתח, עומס וחוזק התפוקה של החומר.
כאשר בוחרים בידוד תרמי למערכות צנרת, הם מסתמכים גם על מחוון זה. זאת בשל העובדה שחומרים אלו באים במגע ישיר עם בסיס המתכת של הצינור, ובהתאם לכך יכולים לקחת חלק בתהליכים אלקטרוכימיים המשפיעים לרעה על מצב הצינור.
חומרי מתיחה
חוזק התנובה של המתיחה קובע את הכמות שבה המתח יישאר זהה או יקטן למרות התארכות. כלומר, פרמטר זה יגיע לנקודה קריטית כאשר יהיה מעבר מאלסטי לאזור דפורמציה פלסטי של החומר. מסתבר שניתן לקבוע את חוזק התנובה על ידי בדיקת המוט.
חישוב שישי
בעמידות של חומרים, חוזק התפוקה הוא הלחץ שבו מתחיל להתפתח דפורמציה פלסטית. הבה נבחן כיצד ערך זה מחושב. בניסויים שבוצעו עם דגימות גליליות, הערך של הלחץ הרגיל בחתך הרוחב נקבע ברגע התרחשות דפורמציה בלתי הפיכה. באמצעות אותה שיטה בניסויים עם פיתול של דגימות צינוריות, חוזק תפוקת הגזירה נקבע. עבור רוב החומרים, מחוון זה נקבע לפי הנוסחה σT=τs√3. במקרים מסוימים, התארכות מתמשכת של דגימה גלילית בתרשים מתח רגיל לעומת התארכות גורמת לגילוי של מה שנקרא שן תנובה, כלומר ירידה חדה במתח לפני מתרחש דפורמציה פלסטית.
יתר על כן, צמיחה נוספת של עיוות כזה לערך מסוים מתרחשת במתח קבוע, הנקרא FET פיזיקלי. אם שטח התשואה (החתך האופקי של הגרף) הוא במידה רבה, אז חומר כזה נקרא באופן אידיאלי פלסטיק. אם לתרשים אין פלטפורמה, הדגימות נקראות התקשות. במקרה כזה, אי אפשר לציין במדויק את הערך שבו יתרחש עיוות פלסטי.
מהו חוזק התשואה המותנה?
בואו נבין מהו הפרמטר הזה. במקרים בהם אין בתרשים המתח אזורים בולטים, נדרש לקבוע את ה-FET המותנה. אז זהו ערך המתח שבו המתח השיורי היחסי הוא 0.2 אחוז. כדי לחשב אותו על דיאגרמת המתח לאורך ציר ההגדרה ε, יש צורך להפריש ערך השווה ל-0, 2. מנקודה זו נמשך קו ישר, במקביל לקטע ההתחלתי. כתוצאה מכך, נקודת החיתוך של הקו הישר עם קו התרשים קובעת את הערך של חוזק התשואה המותנה עבור חומר מסוים. פרמטר זה נקרא גם PT טכני. בנוסף, ניתן להבחין בנפרד בין עוצמות תשואה מותנות בפיתול ובכיפוף.
זרימת נמס
פרמטר זה קובע את היכולת של מתכות מותכות למלא צורות ליניאריות. לנזילות נמס לסגסוגות ומתכות מתכות יש מונח משלה בתעשיית המתכות - נזילות. למעשה, זהו ההדדיות של צמיגות דינמית. מערכת היחידות הבינלאומית (SI) מבטאת את הנזילות של נוזל ב-Pa-1c-1.
חוזק מתיחה זמני
בואו נראה כיצד נקבע המאפיין הזה של תכונות מכניות. חוזק הוא היכולת של חומר, בגבולות ובתנאים מסוימים, לתפוס השפעות שונות מבלי להתמוטט. מאפיינים מכניים נקבעים בדרך כלל באמצעות דיאגרמות מתח מותנה. לבדיקה, סטנדרטידגימות. מכשירי הבדיקה מצוידים במכשיר המתעד את הדיאגרמה. הגדלת עומסים מעבר לנורמה גורמת לעיוות פלסטי משמעותי במוצר. חוזק התפוקה וחוזק המתיחה תואמים את העומס הגבוה ביותר שלפני ההשמדה המוחלטת של המדגם. בחומרים רקיעים, העיוות מתרכז באזור אחד, שבו מופיעה היצרות מקומית של החתך. זה נקרא גם הצוואר. כתוצאה מהתפתחות של החלקות מרובות, נוצרת צפיפות גבוהה של נקעים בחומר, ומתעוררות גם אי-רציפות כביכול גרעיניות. כתוצאה מהגדלה שלהם, נקבוביות מופיעות בדגימה. מתמזגים זה עם זה, הם יוצרים סדקים המתפשטים בכיוון הרוחבי לציר המתח. וברגע הקריטי, המדגם מושמד לחלוטין.
מהו PT?
מוצרים אלו הם חלק בלתי נפרד מבטון מזוין, שנועדו, ככלל, לעמוד בפני כוחות מתיחה. בדרך כלל נעשה שימוש בחיזוק פלדה, אך ישנם יוצאי דופן. מוצרים אלו חייבים לעבוד יחד עם מסת הבטון בכל שלבי העמסת המבנה הזה, ללא יוצא מן הכלל, ובעלי תכונות פלסטיות ועמידות. וגם לעמוד בכל תנאי התיעוש של סוגים אלה של עבודה. המאפיינים המכניים של הפלדה המשמשת בייצור אביזרי נקבעים על ידי ה-GOST הרלוונטיים והתנאים הטכניים. GOST 5781-61 מספק ארבעה מחלקות של מוצרים אלה. שלושת הראשונים מיועדים למבנים קונבנציונליים, כמו גם סורגים לא לחוצים לפנימערכות לחוצות. חוזק התפוקה של חיזוק, בהתאם לסוג המוצר, יכול להגיע ל-6000 kg/cm2. אז, עבור המחלקה הראשונה, פרמטר זה הוא בערך 500 ק"ג/ס"מ2, עבור השני - 3000 kg/cm2, עבור השלישית 4000 ק"ג/ס"מ 2, ואילו לרביעי יש 6000 ק"ג/ס"מ2.
חוזק תפוקה של פלדות
עבור מוצרים ארוכים בגרסה הבסיסית של GOST 1050-88, מסופקים ערכי ה-PT הבאים: דרגה 20 - 25 kgf/mm2, דרגה 30 - 30 kgf/mm 2, מותג 45 - 36 kgf/mm2. עם זאת, עבור אותן פלדות, המיוצרות בהסכמה מראש בין הצרכן ליצרן, לעוצמות התשואה עשויות להיות ערכים שונים (אותו GOST). אז, פלדה בדרגה 30 תהיה בעלת PT בכמות של 30 עד 41 kgf/mm2, ודרגה 45 תהיה בטווח של 38-50 kgf/mm 2.
מסקנה
בעת תכנון מבני פלדה שונים (בניינים, גשרים וכו'), חוזק התפוקה משמש כאינדיקטור לתקן החוזק בעת חישוב ערכי העומסים המותרים לפי מקדם הבטיחות שצוין. אבל עבור מכלי לחץ, ערך העומס המותר מחושב על בסיס PT, כמו גם חוזק מתיחה, תוך התחשבות במפרט תנאי ההפעלה.
