Модуль упругости для стали, а также для других материалов
Перед тем, как использовать какой-либо материал в строительных работах, следует ознакомиться с его физическими характеристиками для того, чтобы знать как с ним обращаться, какое механическое воздействие будет для него приемлемым, и так далее. Одной из важных характеристик, на которые очень часто обращают внимание, является модуль упругости.
Ниже рассмотрим само понятие, а также эту величину по отношению к одному из самых популярных в строительстве и ремонтных работах материалу — стали. Также будут рассмотрены эти показатели у других материалов, ради примера.
Модуль упругости — что это?
Модулем упругости какого-либо материала называют совокупность физических величин, которые характеризуют способность какого-либо твёрдого тела упруго деформироваться в условиях приложения к нему силы. Выражается она буквой Е. Так она будет упомянута во всех таблицах, которые будут идти далее в статье.
Невозможно утверждать, что существует только один способ выявления значения упругости. Различные подходы к изучению этой величины привели к тому, что существует сразу несколько разных подходов. Ниже будут приведены три основных способа расчёта показателей этой характеристики для разных материалов:
- Модуль Юнга (Е) описывает сопротивление материала любому растяжению или сжатию при упругой деформации. Определяется вариант Юнга отношением напряжения к деформации сжатия. Обычно именно его называют просто модулем упругости.
- Модуль сдвига (G), называемый также модулем жёсткости. Этот способ выявляет способность материала оказывать сопротивление любому изменению формы, но в условиях сохранения им своей нормы. Модуль сдвига выражается отношением напряжения сдвига к деформации сдвига, которая определяется в виде изменения прямого угла между имеющимися плоскостями, подвергающимися воздействию касательных напряжений. Модуль сдвига, кстати, является одной из составляющих такого явления, как вязкость.
- Модуль объёмной упругости (К), которые также именуется модулем объёмного сжатия. Данный вариант обозначает способность объекта из какого-либо материала изменять свой объём в случае воздействия на него всестороннего нормального напряжения, являющимся одинаковым по всем своим направлениям. Выражается этот вариант отношением величины объёмного напряжения к величине относительного объёмного сжатия.
- Существуют также и другие показатели упругости, которые измеряются в других величинах и выражаются другими отношениями. Другими ещё очень известными и популярными вариантами показателей упругости являются параметры Ламе или же коэффициент Пуассона.
Таблица показателей упругости материалов
Перед тем, как перейти непосредственно к этой характеристике стали, рассмотрим для начала, в качестве примера и дополнительной информации, таблицу, содержащую данные об этой величине по отношению к другим материалам.
Данные измеряются в МПа.
Модуль упругости различных материалов
Как можно заметить из представленной выше таблицы, это значение является разным для разных материалов, к тому же показателя разнятся, если учитывать тот или иной вариант вычисления этого показателя. Каждый волен выбирать именно тот вариант изучения показателей, который больше подойдёт ему. Предпочтительнее, возможно, считать модуль Юнга, так как он чаще применяется именно для характеристики того или иного материала в этом отношении.
После того как мы кратко ознакомились с данными этой характеристики других материалов, перейдём непосредственно к характеристике отдельно стали.
Для начала обратимся к сухим цифрам и выведем различные показатели этой характеристики для разных видов сталей и стальных конструкций:
- Модуль упругости (Е) для литья, горячекатанной арматуры из сталей марок, именуемых Ст.3 и Ст. 5 равняется 2,1*106 кг/см^2. 2.
Данная информация поможет разобраться с самим понятием модуля упругости, а также ознакомиться с основными значения данной характеристики для стали, стальных изделий, а также для нескольких других материалов.
Следует помнить, что показатели модуля упругости разные для различных сплавов стали и для различных стальных конструкций, которые содержат в своём составе и другие соединения. Но даже в таких условиях, можно заметить тот факт, что различаются показатели ненамного. Величина модуля упругости стали практически зависит от структуры. а также от содержания углерода. Способ горячей или холодной обработки стали также не может сильно повлиять на этот показатель.
- Автор: Николай Иванович Матвеев
- Распечатать
Оцените статью:
(15 голосов, среднее: 3.3 из 5)
Поделитесь с друзьями!
Сталь специального назначения С245 — Металлургическая компания
Марка: С245 Класс: Сталь для строительных конструкций Использование в промышленности: изготовления проката, предназначенного для строительных стальных конструкций со сварными и другими соединениями Химический состав в % стали С245 C до 0,22 Si 0,05 — 0,15 Mn до 0,65 Ni до 0,3 S до 0,05 P до 0,04 Cr до 0,3 N до 0,012 Cu до 0,3 Fe ~98 Свойства и полезная информация: Свариваемость материала: без ограничений. Механические свойства стали С245 при Т=20oС Размер Напр. σв(МПа) sT (МПа) δ5 (%) ψ % KCU (кДж / м2) Лист 2 — 3.9 370 245 20 Краткие обозначения: σв — временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа — относительная осадка при появлении первой трещины, % σ0,05 — предел упругости, МПа Jк — предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа σ0,2 — предел текучести условный, МПа σизг — предел прочности при изгибе, МПа δ5,δ4,δ10 — относительное удлинение после разрыва, % σ-1 — предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа σсж0,05 и σсж — предел текучести при сжатии, МПа J-1 — предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа ν — относительный сдвиг, % n — количество циклов нагружения sв — предел кратковременной прочности, МПа R и ρ — удельное электросопротивление, Ом·м ψ — относительное сужение, % E — модуль упругости нормальный, ГПа KCU и KCV — ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2 T — температура, при которой получены свойства, Град sT — предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа l и λ — коэффициент теплопроводности (теплоХотСтилость материала), Вт/(м·°С) HB — твердость по Бринеллю C — удельная теплоХотСтилость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)] HV — твердость по Виккерсу pn и r — плотность кг/м3 HRCэ — твердость по Роквеллу, шкала С а — коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ), 1/°С HRB — твердость по Роквеллу, шкала В — предел длительной прочности, МПа HSD — твердость по Шору G — модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Steel S245 / Evek
Steel S375
Steel S590K
Steel С590
Steel S440D
Steel S440
Steel S390K
Steel S390D
Steel S390
Steel S375D
Steel S345K
Steel S345D
Сталь S345
Сталь S285
Сталь S275
Сталь S255
Сталь S245
Сталь S235
Обозначение
880042 Значение Обозначение ГОСТ Кириллица С245 Обозначение ГОСТ латинское С245 Транслитерация С245 По химическим элементам — Описание
Сталь S245 применяется : для изготовления горячекатаных фасонных изделий (уголков, двутавров, швеллеров), листового, универсального широкополосного проката и гнутых профилей, предназначенных для возведения металлоконструкций с сварные и другие соединения.
Стандарты
Наименование Код Стандарты Классификация, номенклатура и общие правила В20 ГОСТ 27772-88 Химический состав
Стандарт С С Р Мн Кр Си Ni Фе Медь Н Как ГОСТ 27772-88 ≤0,22 ≤0,05 ≤0,04 ≤0,65 ≤0,3 0,05-0,15 ≤0,3 Остальное ≤0,3 ≤0,008 ≤0,08 Fe – основа.
По ГОСТ 27772-88 для стали, выплавляемой в электропечах, допускается содержание N ≤ 0,012 %. В стали допустимо увеличение массовой доли марганца до 0,085 %.Механические свойства
Сечение, мм с Т |с 0,2 , МПа σ U , МПа д 5 , % KCU, кДж/м 2 Листовой металл в состоянии поставки 2-3,9 ≥245 ≥370 ≥20 — 4-10 ≥245 ≥370 ≥25 — Формы в комплекте 20-30 ≥235 ≥370 ≥24 ≥294 4-20 ≥245 ≥370 ≥25 ≥294 Аренда универсального широкополосного доступа в состоянии поставки 10-20 ≥245 ≥370 ≥25 ≥294 Описание механических меток
Наименование Описание с Т | с 0,2 Предел текучести или предел пропорциональности с допуском на остаточную деформацию 0,2% σ У Предел кратковременной прочности д 5 Удлинение после разрыва ККУ Прочность Технологические свойства
Наименование Значение Свариваемость без ограничений
2.
245) 
