La limite d'élasticité est la contrainte correspondant à la valeur résiduelle de l'allongement après suppression de la charge. La détermination de cette valeur est nécessaire pour la sélection des métaux utilisés dans la production. Si ce paramètre n'est pas pris en compte, cela peut conduire à un processus intensif de développement de déformation dans un matériau mal sélectionné. Il est très important de tenir compte des limites d'élasticité lors de la conception de diverses structures métalliques.
Caractéristiques physiques
La limite d'élasticité fait référence aux indicateurs de résistance. Ils représentent une déformation macroplastique avec un écrouissage assez faible. Physiquement, ce paramètre peut être représenté comme une caractéristique du matériau, à savoir: la contrainte, qui correspond à la valeur inférieure de la limite d'élasticité dans le graphe (schéma) de l'étirement des matériaux. Cela peut également être représenté par une formule: σT=PT/F0, où PT signifie la charge de limite d'élasticité, et F0 correspond à l'originalla section transversale de l'échantillon considéré. PT établit la soi-disant limite entre les zones de déformation élasto-plastique et élastique du matériau. Même une légère augmentation de la contrainte (au-dessus de DC) entraînera une déformation importante. La limite d'élasticité des métaux est généralement mesurée en kg/mm2 ou N/m2. La valeur de ce paramètre est influencée par divers facteurs, par exemple, le mode de traitement thermique, l'épaisseur de l'échantillon, la présence d'éléments d'alliage et d'impuretés, le type, la microstructure et les défauts du réseau cristallin, etc. La limite d'élasticité change considérablement avec la température. Prenons un exemple de la signification pratique de ce paramètre.
Limite d'élasticité des tuyaux
Le plus évident est l'influence de cette valeur dans la construction de canalisations de systèmes à haute pression. Dans de telles structures, il convient d'utiliser un acier spécial, qui a des limites d'élasticité suffisamment grandes, ainsi que des indicateurs d'écart minimaux entre ce paramètre et la résistance à la traction. Plus la limite de l'acier est grande, plus l'indicateur de la valeur admissible de la tension de fonctionnement doit naturellement être élevé. Ce fait a un impact direct sur la valeur de la résistance de l'acier et, par conséquent, sur l'ensemble de la structure dans son ensemble. Étant donné que le paramètre de la valeur de conception admissible du système de contrainte a un impact direct sur la valeur requise de l'épaisseur de paroi dans les tuyaux utilisés, il est important de calculer aussi précisément que possible les caractéristiques de résistance de l'acier qui être utilisé dans la fabricationtuyaux. L'une des méthodes les plus authentiques pour déterminer ces paramètres est de mener une étude sur un échantillon discontinu. Dans tous les cas, il est nécessaire de prendre en compte la différence entre les valeurs de l'indicateur considéré, d'une part, et les valeurs de contraintes admissibles, d'autre part.
De plus, vous devez savoir que la limite d'élasticité du métal est toujours définie à la suite de mesures détaillées et réutilisables. Mais le système de tensions admissibles est massivement adopté sur la base de normes ou en général en raison des conditions techniques réalisées, ainsi que sur la base de l'expérience personnelle du fabricant. Dans les systèmes de canalisations principales, l'ensemble de la collection réglementaire est décrite dans le SNiP II-45-75. Ainsi, la définition du facteur de sécurité est une tâche pratique plutôt compliquée et très importante. La détermination correcte de ce paramètre dépend entièrement de la précision des valeurs calculées de contrainte, de charge et de la limite d'élasticité du matériau.
Lors du choix de l'isolation thermique pour les systèmes de tuyauterie, ils s'appuient également sur cet indicateur. Cela est dû au fait que ces matériaux entrent directement en contact avec la base métallique du tuyau et, par conséquent, peuvent participer à des processus électrochimiques qui affectent négativement l'état du pipeline.
Matériel d'étirement
La limite d'élasticité à la traction détermine la quantité à laquelle la contrainte restera la même ou diminuera malgré l'allongement. C'est-à-dire que ce paramètre atteindra un point critique lorsqu'il y aura une transition d'élastique àzone de déformation plastique du matériau. Il s'avère que la limite d'élasticité peut être déterminée en testant la tige.
Calcul du vendredi
Dans la résistance des matériaux, la limite d'élasticité est la contrainte à laquelle la déformation plastique commence à se développer. Voyons comment cette valeur est calculée. Dans les expériences réalisées avec des échantillons cylindriques, la valeur de la contrainte normale dans la section transversale est déterminée au moment de l'apparition de la déformation irréversible. En utilisant la même méthode dans des expériences de torsion d'échantillons tubulaires, la limite d'élasticité au cisaillement est déterminée. Pour la plupart des matériaux, cet indicateur est déterminé par la formule σT=τs√3. Dans certains cas, l'allongement continu d'un échantillon cylindrique dans un diagramme de contrainte normale en fonction de l'allongement entraîne la découverte d'une soi-disant dent élastique, c'est-à-dire une forte diminution de la contrainte avant que la déformation plastique ne se produise.
De plus, une croissance supplémentaire de cette distorsion jusqu'à une certaine valeur se produit à une tension constante, appelée FET physique. Si la zone de rendement (section horizontale du graphique) a une grande étendue, alors un tel matériau est appelé idéalement plastique. Si le diagramme n'a pas de plate-forme, les échantillons sont appelés durcissement. Dans un tel cas, il est impossible de spécifier avec précision la valeur à laquelle la déformation plastique se produira.
Quelle est la limite d'élasticité conditionnelle ?
Déterminons ce qu'est ce paramètre. Dans les cas où le diagramme de contrainte n'a pas de zones prononcées, il est nécessaire de déterminer le FET conditionnel. Il s'agit donc de la valeur de contrainte à laquelle la déformation résiduelle relative est de 0,2 %. Pour le calculer sur le diagramme des contraintes selon l'axe de définition ε, il faut retenir une valeur égale à 0, 2. Une droite est tracée à partir de ce point, parallèle à la section initiale. En conséquence, le point d'intersection de la ligne droite avec la ligne du diagramme détermine la valeur de la limite d'élasticité conditionnelle pour un matériau particulier. Ce paramètre est également appelé PT technique. De plus, les limites d'élasticité conditionnelles en torsion et en flexion sont distinguées séparément.
Flux de fonte
Ce paramètre détermine la capacité des métaux en fusion à remplir des formes linéaires. La fluidité à l'état fondu pour les alliages métalliques et les métaux a son propre terme dans l'industrie métallurgique - la fluidité. En fait, c'est l'inverse de la viscosité dynamique. Le Système international d'unités (SI) exprime la fluidité d'un fluide en Pa-1c-1.
Résistance temporaire à la traction
Regardons comment cette caractéristique des propriétés mécaniques est déterminée. La force est la capacité d'un matériau, sous certaines limites et conditions, à percevoir diverses influences sans s'effondrer. Les propriétés mécaniques sont généralement déterminées à l'aide de diagrammes de tension conditionnelle. Pour les tests, la normeéchantillons. Les instruments de test sont équipés d'un appareil qui enregistre le diagramme. L'augmentation des charges au-delà de la norme provoque une déformation plastique importante du produit. La limite d'élasticité et la résistance à la traction correspondent à la charge la plus élevée qui précède la destruction complète de l'échantillon. Dans les matériaux ductiles, la déformation est concentrée dans une zone, où un rétrécissement local de la section transversale apparaît. On l'appelle aussi le cou. En raison du développement de glissements multiples, une forte densité de dislocations se forme dans le matériau et des discontinuités dites de nucléation apparaissent également. Du fait de leur élargissement, des pores apparaissent dans l'échantillon. En fusionnant les unes avec les autres, elles forment des fissures qui se propagent dans le sens transversal à l'axe de traction. Et au moment critique, l'échantillon est complètement détruit.
Qu'est-ce qu'un rebar PT ?
Ces produits font partie intégrante du béton armé, destinés, en règle générale, à résister aux efforts de traction. Habituellement, une armature en acier est utilisée, mais il existe des exceptions. Ces produits doivent coopérer avec la masse de béton à toutes les étapes de chargement de cet ouvrage, sans exception, et avoir des propriétés plastiques et durables. Et aussi répondre à toutes les conditions d'industrialisation de ces types de travaux. Les propriétés mécaniques de l'acier utilisé dans la fabrication des raccords sont établies par le GOST et les conditions techniques applicables. GOST 5781-61 prévoit quatre classes de ces produits. Les trois premiers sont destinés aux structures conventionnelles, ainsi qu'aux barres non contraintes au pré-systèmes stressés. La limite d'élasticité des armatures, selon la classe de produit, peut atteindre 6000 kg/cm2. Donc, pour la première classe, ce paramètre est d'environ 500 kg/cm2, pour la seconde - 3000 kg/cm2, pour la troisième 4000 kg/cm 2, tandis que le quatrième a 6000 kg/cm2.
Limite d'élasticité des aciers
Pour les produits longs dans la version de base de GOST 1050-88, les valeurs PT suivantes sont fournies: grade 20 - 25 kgf/mm2, grade 30 - 30 kgf/mm 2, marque 45 - 36 kgf/mm2. Cependant, pour les mêmes aciers, fabriqués par accord préalable entre le consommateur et le fabricant, les limites d'élasticité peuvent avoir des valeurs différentes (le même GOST). Ainsi, l'acier de nuance 30 aura un PT d'une valeur de 30 à 41 kgf/mm2, et la nuance 45 sera comprise entre 38 et 50 kgf/mm 2.
Conclusion
Lors de la conception de diverses structures en acier (bâtiments, ponts, etc.), la limite d'élasticité est utilisée comme indicateur de la norme de résistance lors du calcul des valeurs des charges admissibles en fonction du facteur de sécurité spécifié. Mais pour les récipients sous pression, la valeur de la charge admissible est calculée sur la base de PT, ainsi que de la résistance à la traction, en tenant compte de la spécification des conditions de fonctionnement.
