Урок 5. Поняття про динамічне навантаження. Значення ударної в'язкості для зварного з'єднання. Технологічні властивості металів: зварювальність, ковкість, оброблювальність різанням, усадка.

Поняття про динамічне навантаження

Динамічне навантаження – короткочасний додатковий силовий вплив.

Вплив, який відчувають стійкою від зігнувшись її руки (мал. 1), дошкою від вантажу (див. мал. 2), циліндричним стрижнем болта при нагвинчуванні гайки гайковим ключем (див. мал. 3) і т. д., являють собою зовнішні сили або навантаження. Сили, що виникають в місцях закріплення стійки і спирання дошки, називаються реакціями.

За способом прикладання навантаження діляться на зосереджені і розподілені.

Види та класифікація навантаження

Зосереджені навантаження передають свою дію через, дуже малі площі. Прикладами таких навантажень можуть служити тиск коліс залізничного вагона на рейки, тиск візки талі на монорельс і т. д.

Розподілені навантаження діють на порівняно великій площі. Наприклад, вага верстата передається через станину на всю площу зіткнення з фундаментом.

За тривалістю дії прийнято розрізняти постійні та змінні навантаження. Прикладом постійного навантаження може служити тиск підшипника ковзання - опори валів і осей - і його власна вага на кронштейн.

Змінному навантаженні схильні в основному деталі механізмів періодичної дії. Одним з таких механізмів служить зубчаста передача, у якої зуби в зоні контакту суміжних пар зубчастих коліс відчувають змінну навантаження.

За характером дії навантаження можуть бути статичними і динамічними.

Статичні навантаження майже не змінюються протягом всього часу роботи конструкції (наприклад , тиск ферм на опори).

Динамічні навантаження діють нетривалий час. Їх виникнення пов'язане в більшості випадків з наявністю значних прискорень і сил інерції.

Динамічні навантаження відчувають деталі машин ударної дії, таких, як преси, молоти і т. д. Деталі кривошипно-шатунних механізмів також відчувають під час роботи значні динамічні навантаження від зміни величини і напряму швидкостей, тобто наявності прискорень

Значення ударної в’язкості для зварного з’єднання

Зварні з'єднання відповідальної служби повинні в більшості випадків задовольняти вимогам повної стабільності показників ударної в'язкості або вібраційної міцності. Існуючий виробничий досвід показує, що ці умови не завжди виконуються повною мірою, особливо для розвинутих перетинів (трубчасті конструкції). Як вже зазначалося, припуск на оплавлення задається в досить широких межах, оскільки вплив цієї величини на значення ударної в'язкості несуттєво. Наприклад, при зварюванні труб зміну величини припуску щодо деякого середнього значення на 50% дає зміна ударної в'язкості всього лише близько ± 10%.

Ще менший вплив надає величина вторинної напруги холостого ходу, якщо швидкість оплавлення зберігається незмінною. При зварюванні тонкостінних труб зміна вторинної напруги щодо деякого середнього значення на ± 50% зовсім не відбивається на показниках ударної в'язкості.

Дуже помітно позначається на показниках ударної в'язкості швидкість оплавлення. Перш за все слід врахувати, що для кожного виробу, що зварюється існує деяка якнайкраща швидкість оплавлення. Вона визначається в залежності від вторинної напруги і нахилу зовнішньої характеристики. Зварювані деталі в процесі оплавлення можна переміщати назустріч один одному так, що торці тільки ледь-ледь не сходяться на щільний контакт; така швидкість оплавлення буде занадто великою. Але деталі можуть переміщатися і так, що ледь не обривається безперервний процес оплавлення; ця швидкість буде надто малою.

Ударна в'язкість в залежності від таких коливань швидкості оплавлення в обох випадках знижується. Наприклад, якщо коливання швидкості оплавлення щодо найкращого значення змінюються на ± 40%, то ударна в'язкість може знижуватися до 50%.

Технологічні властивості металів

Технологічні властивості металів і сплавів характеризують їхню здатність піддаватися різним способам гарячої і холодної обробки: ковкості, литтю, зварюванню, різанню та ін.

Ковкість — здатність металів без руйнування піддаватись обробці тиском (кування, штампування, прокатування та ін.).

Лиття — здатність металів забезпечувати рідкотекучість при заповненні форми для виготовлення виробу ливарним способом.

Зварювання — здатність металу давати міцні з'єднання місцевим нагріванням їх до розплавленого стану з наступним охолодженням.

Різання — здатність металів піддаватись обробці різальними інструментами (точіння, фрезерування, свердління та ін.).

Щоб визначити придатність металів для різних видів обробки, застосовують різні проби.

Найпоширенішими є проби на:

• загин;

• подвійний замок (листовий метал);

• усадку (метали для заклепок);

• глибину витискання листів (листовий метал для штампування) та ін.