Պողպատի կառուցվածքը, դիմադրությունը և ամրությունը

Արխիվային փորձագիտական ​​բովանդակություն. Հոդվածը պահպանում է պատմական նշումներ, աղյուսակներ և պնդումներ պողպատի բաղադրության և մեխանիկական հատկությունների վերաբերյալ, սակայն վավեր ստանդարտ չէ, նյութի բնութագրում, վկայագիր, կառուցվածքային հաշվարկ կամ ջերմային մշակման և փորձարկման հրահանգ: Դիզայնի արժեքները կախված են պողպատի ճշգրիտ հայտնաբերված տեսակից և խմբաքանակից, արտադրության վիճակից, հաստությունից, ջերմաստիճանից, եռակցվածությունից, ամրությունից, հոգնածությունից և կիրառելի ստանդարտից: Կրող նյութը պետք է ունենա հետագծելի փաստաթղթեր և ընտրվի և ստուգվի պատասխանատու փորձագետի կողմից:

Հարակից տեղեկություններ: Փայտե պատուհաններ՝ պատրաստված ըստ Ձեր նախագծի։ · Պատվերով պատրաստված փայտ-ալյումինե պատուհաններ. · Պատվերով պատուհաններ տների, նախագծերի և արտահանման համար։ · Պատվերով փայտյա և փայտաալյումինե դռներ։ · Ուղարկեք գնանշման հարցում:

շինարարական պողպատի կազմը և պատմական նշանները

Վառելիքի հետ խառնված երկաթի հանքաքարերը հալեցնելով և կեղտերի ավելացումով (սովորաբար կրաքար), ինչպես նաև պայթուցիկ վառարան ճնշման տակ տաքացվող օդ ներմուծելով՝ ստացվում է խոզի երկաթ։ Խոզի երկաթը պարունակում է ավելի քան 1,7% ածխածին; այն չի կարող կեղծվել, գլորվել, փաթաթվել կամ սեղմվել, հետևաբար, այն չի կարող ձևավորվել տարբեր ձևերով: Դարբնոցը արտադրվում է խոզի երկաթից՝ օդը փչելով հիմնական փոխարկիչում, կամ երկաթի ջարդոնից և խոզի երկաթից՝ վառարանում (Siemens-Martin վառարան): Դրանից կարելի է տարբեր ձևեր ստեղծել՝ գլորելով, սեղմելով և դարբնելով։ Ամբողջ կռած երկաթը կոչվում է պողպատ:

Ամրանների տեսակների, պողպատի դասերի, ամրությունների և ճկման պայմանների պատմական աղյուսակի առաջին մասը

Սառը մշակված ամրացման, ամրության, ձգման և փորձարկման պայմանների պատմական աղյուսակի երրորդ մաս

Պատմական աղյուսակներ. Ցուցադրված աղյուսակներում ներկայացված հին պողպատի անվանումները, չափորոշիչները, արտոնությունները և ճկման ընթացակարգերը չպետք է օգտագործվեն այսօրվա նյութը գտնելու, նույնականացնելու կամ չափագրելու համար: Վավերական են միայն առաքված խմբաքանակի պիտակը և փաստաթղթերը՝ համաձայնեցված և վավեր ստանդարտին համապատասխան համարժեքության ստուգմամբ:

Շինարարական պողպատի քիմիական կազմը

Տեխնիկական երկաթը մաքուր երկաթ չէ, այլ երկաթի և ածխածնի հիմնական տարրերի համաձուլվածք, սովորաբար մանգանի, սիլիցիումի, ֆոսֆորի, սմբորի և պղնձի հավելումներով, իսկ ավելի քիչ հաճախ ալյումինի, քրոմի, նիկելի, մոլիբդենի և այլնի հետ: Ամենակարևոր խառնուրդը ածխածինն է: Հալած պողպատի զիջման ուժը և առաձգական ուժը մեծանում են ածխածնի պարունակության աճով, մինչև այն հասնում է մոտ.0,9%ածխածին; ընդմիջման ժամանակ երկարացումը նվազում է, քանի որ ածխածնի պարունակությունը մեծանում է: Ածխածնի բարձր պարունակությամբ պողպատը պետք է ավելի զգույշ վարվել՝ ուղղելիս, ճկելիս, ծալելիս և այլն:

Շինարարական պողպատի Սբ37.12որպես կանոն դրանք պարունակում են0,08-0,15%ածխածնի, ապա մոտ0,5%մանգան, մինչև0,3%սիլիցիում. Ֆոսֆորի և ծծմբի պարունակությունը պետք է լինի ցածր. այն համապատասխանաբար կազմում է0,09%և0,05%. Որպես կանոն, պղինձն ավելի շատ է0,2%.

Քիմիական անալիզների արդյունքները գնահատելիս պետք է ուշադրություն դարձնել, թե արդյոք դրանք հալոցքների անալիզներ են, թե գլանվածքային ապրանքների անալիզներ. Վերջինիս համար կարևոր է, թե արդյոք նմուշի տվյալները վերաբերում են ամբողջ հատվածից ստացված նմուշներին, թե կոնկրետ վայրից վերցված նմուշներին (միջուկից, ծայրից, մի ծայրից):

Պողպատե կառուցվածք, կարծրացում, կոփում և կռում

Կառուցվածքի դիտարկումն իրականացվում է հարթ, խնամքով մշակված, աղացած և հղկված մակերեսների վրա, որոնք, որպես կանոն, կոռոզիայի են ենթարկվում թթուներից։ Որոշ դեպքերում (օրինակ՝ գերտաքացած պողպատի վրա), պատրաստված նմուշների վրա անզեն աչքով կարելի է ճանաչել պողպատի հատիկները։

1 նկարը ցույց է տալիս դանդաղ սառեցված պողպատի կառուցվածքը՝ մոտ 0,1% ածխածնի պարունակությամբ, իսկ 2 նկարը ցույց է տալիս դանդաղ սառեցված պողպատի կառուցվածքը՝ մոտ 0,3% ածխածնի պարունակությամբ: Թեթև հատիկները ածխածին չեն և բաղկացած են հիմնականում մաքուր երկաթից (այստեղից էլ՝ ֆերիտ անվանումը); բարձր խոշորացման դեպքում մուգ հատվածները հայտնվում են գծավոր (պերլիտ): Մանրադիտակի տակ կարելի է ճանաչել, որ մուգ կետերը բաղկացած են ավելի կոշտ և փափուկ շերտերից. ավելի կոշտ շերտերն են երկաթի կարբիդը (Fe3C), որը կոչվում է ցեմենտիտ, որը ներկառուցված է ավելի փափուկ ֆերիտի մեջ: Տեղացիներ - բարձր ջերմաստիճանում ձևավորված բյուրեղները աստիճանաբար սառչելիս քայքայվում են: Տաք պողպատի հանկարծակի սառեցումը խանգարում է բյուրեղների քայքայմանը: Եթե, մյուս կողմից, հանկարծակի սառեցում կատարվի մինչև պինդ լուծույթի փոխակերպումը սկսվելը, ապա լուծումը, որը հակառակ դեպքում կարող է գոյություն ունենալ միայն բարձր ջերմաստիճանի դեպքում, կշարունակի պահպանվել սենյակային ջերմաստիճանում: Այս դեպքում մենք ստանում ենք ոչ թե նյութ, որի ածխածինը բաշխված է բծերի տեսքով, այլ հավասարաչափ բաշխված ածխածնի նյութ։ Այդ վիճակում գտնվող պողպատը ցույց է տալիս շատ ավելի բարձր զիջման ուժ և ավելի բարձր առաձգական ուժ, քան նույն քիմիական բաղադրության դանդաղ հովացվող պողպատը, բայց նաև ցույց է տալիս ավելի քիչ մշակելիություն. այդպիսի պողպատը կոչվում է _կարծրացած պողպատ:

Բնական է, որ սառեցման էֆեկտն առավել արտահայտված է մակերեսների վրա, մինչդեռ այն թուլանում է դեպի ներսը, ինչը մեծ նշանակություն ունի պողպատի օգտագործման համար։ Կարծրացած պողպատը պարունակում է բարձր ներքին լարումներ։

Լաբորատոր և ջերմային գործընթացները. մետալոգրաֆիկ թթվային փորագրումը, տաքացումը, կոփումը և եռացումը պահանջում են վերահսկվող լաբորատորիա կամ արտադրամաս, նույնականացված նյութ, համապատասխան սարքավորումներ և պաշտպանություն: Սխալ ջերմային մշակումը կարող է առաջացնել ճաքեր, դեֆորմացիաներ, ամրության կորուստ և բարձր մնացորդային սթրեսներ:

Պողպատի վարքագիծը առաձգական փորձարկման ժամանակ

1: Սովորական կառուցվածքային պողպատներ գլանված վիճակում

Ձգման փորձարկումից առաջին հերթին կարելի է որոշել առաձգականության E մոդուլը ինչպես ընդհանուր, այնպես էլ առաձգական երկարացումների համար։ Պողպատի առաձգականության մոդուլը 200 GPa է:

Մշտական երկարացումներ տեղի են ունենում ցածր լարման դեպքում, սակայն դրանք առանձնահատուկ նշանակություն չունեն շինարարության մեջ: Սովորական պողպատը սկսում է «հոսել» այնպիսի բեռների տակ, որոնք առևտրային շինարարական St 37 ​​և բետոնե պողպատի համար ես հիմնականում գերազանցում եմ 0,24 GPa-ն, իսկ մեծ հատվածներում այդ արժեքը կարող է իջնել մինչև 0,18 GPa: Թուլացման արդյունքում առաջանում են մեծ մշտական ​​դեֆորմացիաներ և «բերքի գծեր»։ Պողպատի երկարացման դիագրամի գիծը (ներքևում գտնվող նկարը) ցույց է տալիս, որ զիջման ուժը գերազանցվել է (երբ բեռնված է լարվածության մեջ, այս սահմանը կոչվում է նաև զիջման ուժ):

:Պողպատի ծանրաբեռնվածության, երկարացման, զիջման և առաձգական ուժի պատմական դիագրամ

Երբ երկաթբետոնե փնջերի դեպքում ամրանների ձգման սահմանը գերազանցվում է լարման գոտում, պողպատում առաջանում են զգալի երկարացումներ, որոնց արդյունքում ճառագայթի լարվածության գոտում առաջանում են ճաքեր և թեքություններ, ինչը խաթարում է ճառագայթի կրողունակությունը: Ածխածնի բարձր պարունակությամբ պողպատների, կարծրացած պողպատների և ընդհանրապես գունավոր մետաղների վրա վերևի նկարում ներկայացված ելքի բնորոշ կետը չի երևում. մշտական ​​երկարացումները սովորաբար մեծանում են, և հստակ զիջման կետ չկա: Նման դեպքերում, որպես կանոն, ելքի ուժը ենթադրվում է հավասար այն բեռին, որի դեպքում տեղի է ունենում 0,2%.

Արժեքները նախագծային տվյալներ չեն. առաձգականության մոդուլը, զիջման ուժը, ամրությունը և երկարացումը տեքստում փոխանցված են պատմական աղբյուրից: Հաշվարկի համար վերցվում են ճշգրիտ ժամանակակից դասի, հաստության և առաքման պայմանների բնութագրական և նախագծային արժեքները, ինչպես նաև համապատասխան մասնակի գործոնները, հանդուրժողականությունը և ամրության, եռակցման և հոգնածության պահանջները:

2: Սառը ձգվող պողպատներ

Յուրաքանչյուր պողպատե ձողում, որը ուղղվում կամ թեքվում է, տեղային սառը ձգվող պողպատ է առաջանում: Դրանով պողպատը լոկալ լարվում է զիջման կետից դուրս. գծված մասի վրա գծագրության սահմանաչափն ավելանում է։ Եթե ​​պարզ պողպատե ձողը բեռնված է լարվածության մեջ, մինչև զիջման ուժը գերազանցվի, ապա վերաբեռնման ժամանակ նկատվում է, որ զիջման ուժի արժեքը մեծացել է: Որքան երկար լինի երկու բեռների միջև «դադար» ընդմիջումը, այնքան ավելի կբարձրանա զիջման ուժը:

Բացի այդ, քանի որ ցուրտ ձգման ժամանակ տրամագիծը նույնպես նվազում է ձողի երկարացմանը համամասնորեն, ուստի պողպատը, որը ենթարկվել է զգալի ձգման փորձարկումից առաջ, ցույց կտա զգալիորեն ավելի բարձր զիջման ուժ և առաձգական ուժ, քան պողպատը, որը չի ձգվել. միևնույն ժամանակ, այն ցույց կտա ավելի քիչ ազդեցության դիմադրություն:

Սառը գծագիրն օգտագործվում է IIb, IIIb և IVb բետոնե պողպատների արտադրության մեջ (տոր-պողպատ, պողպատե կոնստրուկտիվ ցանց), ինչպես նաև լարերի արտադրության համար նախալարված ամրացման և կախովի կամուրջների պարանների համար:

Սառը աշխատանք և ամրացում. Պատմական սառը գծագրված գնահատականները և նկարագրությունները չեն վկայում ժամանակակից արտադրանքի մասին: Ամրապնդման ճկումը, ուղղումը, նորից ճկումը, եռակցումը կամ տաքացումը կարող են փոխել հատկությունները և թույլատրվում է միայն այն դեպքում, երբ թույլատրվում է արտադրանքի փաստաթղթերով, դիզայնով և կիրառելի ստանդարտով:

Պողպատի վարքագիծը ճնշման փորձարկման ժամանակ

Այն, ինչ ասվեց հալած պողպատի առաձգականության և առաձգականության սահմանի մասին, համապատասխան իմաստով վերաբերում է ճնշման բեռին։ Կառուցվածքային պողպատի զիջման ուժի արժեքները (ճնշման դեպքում այն ​​կոչվում է զիջման ուժ), որը ստացվել է սեղմման փորձարկման և լարվածության թեստի ժամանակ, շատ չեն տարբերվում: Այնուամենայնիվ, ճնշման տակ բեռի ավելացում ջարդման սահմանից այն կողմ հնարավոր է միայն շատ կարճ տարրերով:

Բարակ ձողերի համար կիրառվում են ճկման օրենքները: Միևնույն ժամանակ, առաջին հերթին պետք է հաշվի առնել համապատասխան ենթադրություններ՝ դրանք վերաբերում են ձողի ծայրերը պահելու և սեղմելու եղանակին, թե գավազանի առանցքի շեղումներին սահմանված դիրքից։

Սեղմված տարրեր. միայն նյութի ամրությունը չի որոշում ձողի կրող հզորությունը: Նեղությունը, սկզբնական կորությունը, մնացորդային լարումները, տեղային և գլոբալ ծռումը, հենարանները, հոդերը և թերությունները պետք է ներառվեն բետոնե տարրի հաշվարկում:

Պողպատի վարքագիծը ճկման փորձարկման ժամանակ

Ինչ վերաբերում է զիջման կետին (դիտվում է դրսից հենարանների մեծ շեղումներով կամ զիջման գծերով), կարևոր է, որ այն տեղի ունենա ճկման փորձարկման ժամանակ մի փոքր ավելի ցածր, բայց ավելի մեծ լարումներով, քան ստացվածները փորձարկման ձողի առաձգական ուժը ստուգելիս: Հենակների լարվածության գոտիներում պողպատի զիջման ուժը գերազանցելուց հետո բեռները կարող են մեծանալ, եթե հենարանները բավականաչափ ապահովված են ծռվելուց կամ ոլորվելուց:

 Լաբորատոր մեքենա, որը թեքում է մետաղական ձողը, որը հենված է երկու գլանափաթեթներով

Ճկման թեստ. լուսանկարը ցույց է տալիս լաբորատոր ընթացակարգը, այլ ոչ թե արտադրանքի ընդունման չափանիշները: Նմուշի երկրաչափությունը, հենարանները, արագությունը, ջերմաստիճանը, շարժման ուղղությունը և դասակարգման չափանիշները պետք է համապատասխանեն կիրառվող ստանդարտին և պողպատի ճշգրիտ տեսակին։

Պողպատի հոգնածության ուժ

Սովորական առաձգական, սեղմման կամ ճկման փորձարկումների ժամանակ որոշված ​​ամրության հատկությունները մանրամասն տեղեկություններ են տալիս ստատիկ բեռնման տակ պողպատի վարքագծի վերաբերյալ: Միևնույն ժամանակ, պետք է հաշվի առնել, որ երկարատև ստատիկ բեռնման ժամանակ զիջման ուժը մի փոքր ցածր կլինի սովորական փորձարկումից ստացված սահմանից մինչև ձախողումը: Եթե ​​ստատիկ բեռներին հաջորդում են հաճախակի բեռներ (օրինակ՝ կամուրջներ, կռունկների հետքեր, տրանսպորտային միջոցներ), կամ եթե ընդհանրապես գործում են միայն հաճախակի բեռներ, ապա նյութի մասին տվյալներ կարելի է ստանալ միայն նրա վարքագծի հիման վրա՝ գործնական պայմաններին առավել համապատասխանող պայմաններում: Հետևաբար, շինարարական տարրերի պողպատները, որոնք հիմնականում ենթարկվելու են շարժվող բեռների, փորձարկվում են հաճախակի բեռնումներով:

Ամենից հաճախ անշարժ և շարժվող բեռները տեղի են ունենում միաժամանակ: Հետևյալ օրինակները ուրվագծում են խնդրի էությունը. Նկարում պատկերված ձողեր1դրանք պատրաստված են նույն նյութից և ձուլված են նույն ձողից։ Ստորին ձողը դանդաղորեն թեքվում է աստիճանական բեռնման միջոցով. հետևաբար, այն կարող էր թեքվել: Վերին ձողը բազմիցս ենթարկվում է կրկնակի բեռնման՝ լարումներով շատ ավելի ցածր, քան գերակշռող առաջին ձողում: Որոշ ժամանակ անց վերին ձողը կոտրվել է՝ կոտրվածքի շուրջ մշտական ​​դեֆորմացիա չցուցաբերելով։ Ըստ այդմ, նյութի վարքագիծը խափանումների ժամանակ զգալիորեն կախված է բեռի կիրառման եղանակից: Վերոնշյալ օրինակը, որը վերաբերում է ճկման բեռին, բնորոշ է նաև այլ տեսակի բեռների համար։ Նկարներում2և3ցուցադրվում են առաձգական փորձարկումների օրինակներ. նկար2վերաբերում է արցունքաբեր թեստի պարզ օրինակին, և Նկ3դեպի միակողմանի փոփոխական լարվածության թեստեր:

Կտրվածքի համեմատությունը ստատիկ պատռման թեստի և առաձգական հոգնածության թեստի ժամանակ

Ինչ վերաբերում է այս փաստերի կիրառմանը, կարևոր է, որ, բացի սովորական պատռման փորձարկման ժամանակ դրսևորված վարքագծից, պետք է հատկապես գնահատվի կառուցողական տարրի արժեքը, որը փորված է կամ որի խաչմերուկը ենթարկվել է այլ փոփոխությունների: Հորատված ձողի դիմադրությունը հաճախակի բեռների նկատմամբ շատ ավելի ցածր է, քան չփորված ձողի դիմադրությունը, քանի որ անցքի եզրերին հայտնվում են լարման շեմեր: Անցքի եզրին լարվածությունը, եթե առաջանում է հաճախակի բեռների պատճառով, միշտ զգալիորեն ավելի բարձր կլինի, քան միջին լարվածությունը: Հետևանքն այն է, որ հաճախակի բեռների տակ փորված շինարարական տարրերը ցույց են տալիս շատ ավելի քիչ ուժ, քան չփորված տարրերը:

Հոգնածության վերաբերյալ վերջնական նշում. հոգնածության ճեղքումը կարող է առաջանալ ավելի ցածր լարումների դեպքում, որոնք առաջացնում են տեսանելի պլաստիկ դեֆորմացիա: Անցքերը, եռակցված դետալները, հատվածի հանկարծակի փոփոխությունները, կոռոզիան և վնասը փոխում են մանրամասների կատեգորիան և կյանքը: Կրկնակի բեռնման տակ գտնվող կառույցները պահանջում են հատուկ հոգնածության հաշվարկ, ստուգման պլան և յուրաքանչյուր հայտնաբերված ճեղքի փորձագիտական ​​գնահատում: