Модуль упругости разных материалов, включая сталь

Модуль упругости стали

►Модуль упругости стали
►Модуль упругости разных марок стали

►Таблица модулей прочности марок стали

►Модуль упругости для металлов и сплавов

►Упругость сталей

►Предел прочности

При проектировании стальных изделий или элементов конструкций учитывают способность сплава выдерживать разнонаправленные виды нагрузок: ударные, изгибающие, растягивающие, сжимающие. Значение модуля упругости стали, наряду с твердостью и другими характеристиками, показывает стойкость к этим воздействиям.

Например, в железобетонном строительстве используют продольные и поперечные арматурные стержни. В горизонтальной плоскости они подвержены растяжению, а в вертикальной — давлению всей массы конструкции. В местах концентрации напряжений: углы, технологические проемы, лифтовые шахты и лестничные пролеты — размещают большее количество арматуры. Способность бетона впитывать воду служит причиной постоянных изменений сжимающих и растягивающих нагрузок.

Рассмотрим другой пример. В военное время создавалось множество разработок в сфере авиации. Самыми частыми причинами катастроф были возгорания двигателей. Отрываясь от земли, самолет попадает в атмосферные слои с разреженным воздухом и его корпус расширяется, обратный процесс происходит при посадке. Кроме этого, на конструкцию воздействует сопротивление воздушных потоков, давление искривленных слоев воздуха и другие силы. Несмотря на прочность, существующие в то время сплавы не всегда были пригодны для изготовления ответственных деталей, в основном, это приводило к разрывам топливных баков.

В различных видах промышленности из стали изготавливают детали подвижных механизмов: пружины, рессоры. Марки, используемые для таких целей, не склонны к трещинообразованию при постоянно изменяющихся нагрузках.

Предел прочности

Твердые тела способны выдерживать ограниченные нагрузки, превышение предела приводит к разрушению структуры металла, формированию заметных сколов или микротрещин. Возникновение дефектов сопряжено со снижением эксплуатационных свойств или полным разрушением. Прочность сплавов и готовых изделий проверяют на испытательных стендах. Стандартами предусмотрен ряд испытаний:

• Продолжительное применение деформирующего усилия;
• Кратковременные и длительные ударные воздействия;
• Растяжение и сжатие;
• Гидравлическое давление и др.

В сложных механизмах и системах выход из строя одного элемента автоматически становится причиной повышения нагрузок на другие. Как правило, разрушения начинаются на тех участках, где напряжения максимальны. Запас прочности служит гарантией безопасности оборудования во внештатных ситуациях и продлевает срок его службы.

Модуль упругости стали

Упругость твердых тел — это способность принимать исходную форму после прекращения деформирующих воздействий. Например, брусок пластилина обладает нулевой пружинистостью, а резиновые изделия можно сжимать и растягивать. При различных применениях сил к предметам и материалам, они деформируются. В зависимости от физических свойств тела или вещества, различают два вида деформации:

• Упругая — последствия исчезают по окончании действия внешних сил;
• Пластическая — необратимое изменение формы.

Модуль упругости — название нескольких физических величин, характеризующих склонность твердого тела деформироваться упруго.

Впервые понятие было введено Томасом Юнгом. Ученый подвешивал грузы к металлическим стержням и наблюдал за их удлинением. У части образцов длина увеличилась в два раза, другие — были разорваны в ходе эксперимента.

Сегодня определение объединяет ряд свойств физических тел:

Модуль Юнга: Вычисляется по формуле E= σ/ε, где σ — напряжение, равное силе, деленной на площадь ее приложения, а ε — упругая деформация, эквивалентная отношению удлинения образца с начала деформации и сжатию после ее прекращения.

Модуль сдвига (G или μ): способность сопротивляться деформации при сохранении объема, когда направление нагрузок производится по касательной. Например, при ударе по шляпке гвоздя, если он был произведен не под прямым углом, изделие искривляется. В сопромате величину используют для вычисления сдвигов и кручения.

Модуль объемной упругости или объемного сжатия (К): изменения, вызванные действием всестороннего напряжения, например, гидростатического давления.

Коэффициент Пуансона (Ⅴ или μ): отношение поперечного сжатия к продольному удлинению, вычисляется для образцов материалов. У абсолютно хрупких веществ он равен нулю.

Константа Ламе: энергия, провоцирующая возвращение в исходную форму, вычисляется через построение скалярных комбинаций.

Модуль упругости стали соотносится с рядом других физических величин. Например, при проведении эксперимента на растяжение, важно учитывать предел прочности, превышение которого оборачивается разрушением детали.

• Соотношение жесткости и пластичности;
• Ударная вязкость;
• Предел текучести;
• Относительное сжатие и растяжение (продольное и поперечное);
• Пределы прочности при ударных, динамических и др. нагрузках.

Применение ряда подходов обусловлено требованиями к механическим свойствам материалов в разных отраслях промышленности, строительства, приборостроения.

7.5. Сопротивление материалов

Модуль Юнга (модуль упругости первого рода) Е, МПа, Н/мм 2 — постоянная упругости в законе Гука в пределах, когда деформация пропорциональна напряжению.
Модуль Юнга численно равен напряжению, увеличивающему длину образца в два раза: для стали, Ест = (2,0-2,2)×10 5 МПа; для чугуна, Еч = 1,2×10 5 МПа; для меди, Ем = 1,0×10 5 МПа; для алюминия, Еал = 0,6×10 5 МПа; для каната, Ек = (1,1-1,7)×10 5 МПа: канат с органическим сердечником, Ео = (1,1-1,3)×10 5 МПа; канат с металлическим сердечником, Емет = 1,4×10 5 МПа; канат закрытый, Ез = 1,7×10 5 МПа.

Закон Гука: возникающее удлинение образца Δl под действием внешней силы Р пропорционально величине действующей силы, первоначальной длине l и обратно пропорционально площади поперечного сечения S:

Δl = (l × Р) / (Е × S) или р = Е × ε,

где р = Р / S — напряжение; ε = Δl / l — относительная продольная деформация.

Материалы разделяются на хрупкие и пластичные. Хрупкие вещества разрушаются при очень малых относительных удлинениях. Хрупкие материалы обычно выдерживают, не разрушаясь, большее сжатие, чем растяжение.

Совместно с деформацией растяжения наблюдается уменьшение диаметра образца. Если Δd — изменение диаметра образца, то ε1 = Δd / d принято называть относительной поперечной деформацией. Абсолютная величина μ = ε1 / ε носит название коэффициента поперечной деформации — коэффициента Пуассона. Коэффициент Пуассона для стали: μст = 0,3.

Сдвиг — деформация, при которой все слои тела, параллельные некоторой плоскости, смещаются друг относительно друга.

Закон Гука для деформации сдвига: р = G × α, где G — модуль сдвига; α — угол сдвига (относительный сдвиг). Модуль упругости стали при сдвиге: Gст = 0,8×10 5 МПа.

Соотношение между упругими постоянными: G = Е / 2 × (1 + μ).

Температурный коэффициент линейного расширения — величина, равная среднему (в интервале температур [0; t] °С) относительному удлинению тела (град -1 ): α = (l1 – l) / (t × l). Температурный коэффициент линейного расширения: для стали, αст = (11-12)×10 -6 град -1 ; для меди, αм = 16,5×10 -6 град -1 ; для алюминия, αал = 23,0×10 -6 град -1 .

Отсутствие тепловых зазоров приводит к возникновению значительных сил, определяемых площадью сечения вала:

где E — модуль Юнга, МПа; S — площадь сечения вала, м 2 ; α — коэффициент линейного расширения, град -1 ; Δt — повышение температуры, °С.

Предел текучести — напряжение, при котором появляется текучесть (увеличение деформации без увеличения деформирующей силы). Предел текучести: рядовая сталь, σт = 200 МПа; сталь средней прочности, σт = 400 МПа; легированная сталь, σт = 800 МПа.

Предел упругости — напряжение, при котором остаточные деформации впервые достигают некоторой величины, характеризуемой определенным допуском, устанавливаемым техническими условиями.

Предел прочности — напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке, предшествовавшей разрушению образца.

Усталость — процесс постепенного возникновения и развития трещины в материале под воздействием многократно повторяющихся силовых воздействий.

Предел выносливости — наибольшее напряжение, которое может выдержать материал при заданном числе циклов нагружения.

Ползучесть — нарастание во времени пластической деформации материала при силовых воздействиях, меньших чем те, которые вызывают остаточную деформацию.

Модуль упругости разных марок стали

Наибольшей способностью противостоять деформации обладают рессорно-пружинистые стальные сплавы. Эти материалы характеризуются высоким пределом текучести. Величина показывает напряжение, при котором деформация растет без внешних воздействий, например при сгибании и скручивании.

Характеристики упругости стали зависят от легирующих элементов и строения кристаллической решетки. Углерод придает стальному сплаву твердость, однако в высоких концентрациях снижается пластичность и пружинистость. Основные легирующие добавки, повышающие упругие свойства: кремний, марганец, никель, вольфрам.

Нередко, нужных показателей можно достичь лишь с помощью специальных режимов термообработки. Таким образом все фрагменты детали будут иметь единые показатели текучести, а слабые участки будут исключены. В противном случае изделие может надломиться, лопнуть или растрескаться. Марки 60Г и 65Г обладают такими характеристиками, как сопротивление разрыву, вязкость, стойкость к износу, они применяются для изготовления промышленных пружин и музыкальных струн.

В металлургической промышленности создано несколько сотен марок стали с разными модулями упругости. В таблице приведены характеристики популярных сплавов.

Таблица модулей прочности марок стали

Модуль упругости для металлов и сплавов

Упругость сталей

Как Сушить Финики В Домашних Условиях

Здравствуйте, друзья! Когда мы решили в семье, что будем постепенно отказываться от рафинированного сахара. Пробовали то одно, то другое, но все не так-то просто, ведь наш организм совершенно не терпит «пустоты». У меня была привычка скушать конфетку, когда пью чай, она так и осталась. Но я нашла альтернативу, поэтому сегодня речь пойдет о том, сколько сахара в сушеных финиках и может этот продукт заменить такие привычные сладкие перекусы?

Как хранить финики

Плоды финиковой пальмы – продукты чрезвычайно полезные и вкусные. Если вы сладкоежка, они придут к вам на выручку, успешно заменив вредный сахар. Они содержат фруктозу в большом количестве, эту сладость можно употреблять даже при сахарном диабете. Ценность продукта в огромном количестве микроэлементов и витаминов, фрукт справедливо называют продуктом, продлевающим жизнь.

Интересное: Как сохранить хрен на зиму в домашних условиях

Известно, что съедая всего по 10 плодов в течение дня, вы никогда не будете страдать болезнями сердца, гипертонией и прочими неприятными недугами. Финики стимулируют работу кишечника, налаживают пищеварение, не дают полнеть. Они не являются аллергенами, поэтому детям их можно давать без опасений. Мощное противоопухолевое действие ценного сухофрукта не дает развиваться онкологическим процессам, поэтому покупайте финики и введите их в свой ежедневный рацион. Дома хранятся плоды прекрасно и достаточно долго, да и специальных условий для себя не требуют.

Но мы все-таки расскажем, как хранить финики, чтобы в условиях дома или городской квартиры максимально сберечь их ценные свойства.

Можно ли использовать финики для похудения?

В основе каждого похудения лежит одна простая истина: нужно потратить больше энергии, чем употребить в виде продуктов. Поэтому, если бесконтрольно поедать финики, которые являются очень калорийными, то похудеть, наверное, не получится. Ведь на 100 гр продукта приходится 227 ккал.

• Углеводов — 69,2 гр.
• Жиров — 0,5 гр.
• Белков — 2,5 гр.

Чтобы действительно худеть, наслаждаясь этим удивительным сухофруктом, необходимо просто знать особенности своего метаболизма и употреблять качественный продукт, а не обработанный сахарным сиропом.

Слипшиеся и блестящие плоды по своим свойствам похожи на карамельки. К тому же, зная высокую калорийность следует ограничивать прием. При этом в качестве перекуса или заменителя сладких шоколадных батончиков можно скушать батончики и конфеты из фиников.

Можно ли финики при гастрите?

• При гастрите финики можно употреблять, если соблюдать ряд правил, касающихся особенностей рациона при наличии этого заболевания (дробное питание, легкая и не агрессивная теплая пища, осторожность в употреблении сырых фруктов и овощей).
• Особенная осторожность при включении в рацион больного гастритом фиников необходима в связи с содержанием в плодах пищевых волокон, которые при умеренном употреблении, рекомендованном врачом, оказывают пользу для работы желудочно-кишечного тракта, а в случае бесконтрольного применения в пищу грубые волокна и протеин могут сказаться негативно.
• Ни в коем случае нельзя употреблять в пищу финики в случае обострения заболевания, при ремиссии же норма, определенная врачом, окажет пользу, особенно при повышенной кислотности, поскольку кислоты и аминокислоты финика оказывают положительное влияние на восстановление кислотно-щелочного баланса, предотвращая изжогу.
• В среднем нормой является прием 50 г фиников за один раз незадолго до основного приема пищи.
• Можно также готовить из фиников десерты, коктейли, пудинги, компоты и смузи, добавлять их в плов.

К примеру, полезен при гастрите десерт из фиников с медом: измельчить плоды, смещать с медом до не очень густой консистенции и есть натощак по одной десертной ложке. Сюда же можно добавить измельченную курагу.

Финики: калорийность

• Она зависит от того, в каком виде вы его употребляете. В свежем она составляет 274 ккал, а в сушеном — 340 ккал. Если иметь в виду, что в среднем вес одного финика около 10 граммов, то в нем примерно 23-24 ккал.
• Вяленые финики по калорийности схожи с сушеными. При этом независимо от способа обработки плод сохраняет все полезные свойства. И несмотря на достаточно высокую калорийность, он все же более полезен и предпочтителен, нежели сахар, конфеты или торты.
• Следует также отметить, что финики с косточкой более калорийны, чем те, в которых косточки удалены. Наличие или отсутствие косточки зависит от технологии сушки. Плоды с косточкой сохраняют больше полезных веществ и в среднем имеют на 10 ккал большую калорийность.

Для сравнения, средняя калорийность свежего финика с косточкой (на 100 г) — 240 ккал, сушеного с косточкой — 283 ккал, без косточки — 274 ккал, а вяленого с косточкой — 292 ккал.

Косточки фиников: польза

• Косточкам финика также присущи лечебные свойства. Для того, чтобы предотвратить появление камней в почках и в мочевом пузыре, а также для облегчения их выведения изготавливают специальный отвар, который можно пить наряду с основным лечением. И, конечно, желательно поставить об этом в известность своего лечащего врача.
• Если измельчить косточки финика в порошок, то он поспособствует лечению загноившихся ран и язв на кожных покровах. Также такой порошок эффективен для борьбы с диареей.

Даже их косточки невероятно полезны голоса
Рейтинг статьи

Что же такое финики?

Родиной финиковой пальмы является Персидский залив, и известно растение было еще около 6000 лет назад. Дерево это высокое, с очень большими удлиненными листьями и плодами длиной до 7 см и диаметром 2 — 3 см. Внутри продолговатого плода находится косточка 6 — 8 мм. В незрелом состоянии финики или ярко — красного цвета или желтоватого. В мире насчитывается очень много сортов — 1500.

На сегодняшний день главным поставщиком является Саудовская Аравия, хотя финиковые пальмы во многих исламских странах являются вторым хлебом и выращиваются повсеместно: Ирак, Северная Африка, Марокко, ЮАР. Теперь финиковую пальму завезли уже и в Австралию. А также все больше популярен этот сухофрукт и у нас.

• Китайский финик. Имеет несколько других названий: унаби и ююба. В большинстве используется в азиатских странах: Японии, Китае и Индокитае. Наиболее сильно выражены вкусовые качества, когда плод немного полежит. Именно вяленый он наиболее ароматен. Хотя можно использовать как в свежем виде, так и в сушеном. Плоды очень мясистые и питательные. Часто используется в специях, соусах и национальных блюдах.
• Канарский. Больше служит декоративным украшением. Также, его используют как лечебное средство при ожогах и кожных заболеваниях.

Классификация фиников

Этот фрукт разделяют на группы в зависимости от мягкости и маслянистости плода:

• мягкие;
• полусухие;
• сухие.

Cтруктура и спелость плода может содержать в своем составе совершенно разный вид сахара:

1. Финики с мягкой мякотью достаточно быстро могут испортиться, поэтому их высушивают. Они в своем составе содержат инвертный сахар, состоящий из фруктозы и декстрозы.
2. Полусухие и сухие состоят из тростникового сахара и содержат намного меньше влаги.

Полностью созревший финик — золотисто-коричневый плод с матовой и морщинистой кожицей, напоминающий шоколадную конфету и сладковатый, пряный на вкус. Кстати, если шкурка у него блестит и легко отслаивается, значит его перед перевозкой и реализацией пропитывали сахарным сиропом или другими препаратами, чтобы сохранить и продлить срок годности. Поэтому перед приобретением обязательно внимательно рассмотрите плод.

Финики и диабет

Этот продукт имеет высокий гликемический индекс, поэтому категорически не рекомендуется страдающим этим заболеванием. ГИ — 70 — достаточно высокий показатель. А в зависимости от сорта фиников количество сахара варьируется от 103 до 165 единиц, что неприемлемо для людей с сахарным диабетом.

Противопоказания

1. Людям, страдающим ожирением этот продукт также не рекомендуется.
2. Стоит ограничить употребление при индивидуальной непереносимости и аллергических реакциях на один из компонентов, содержащихся в финике.
3. Детям после 3 — х лет рекомендуется давать не более 1 — 3 штучки в день
4. При гастрите, язве желудка и проблемах с поджелудочной железой финики противопоказаны.

Итак, финики очень полезны и обогащают организм многими полезными элементами, но стоит дозировать употребление этих сухофруктов, даже если вы заменяете ими рафинированный сахар.

Как много сахара в зефире, об этом читаем здесь.

Если у вас есть, чем дополнить мой список полезных свойств фиников, пишите в комментариях. Буду рада общению

Если статья была вам полезна, то делитесь с друзьями в социальных сетях и подписывайтесь на обновления. Пока!

Полезные свойства фиников

Многие, особенно приверженцы здорового питания, употребляют эти плоды вместо сладостей, конфет. Они не только вкусны, но и очень полезны. Рассмотрим, что же входит в состав этого сухофрукта, потому что именно в таком виде мы их можем приобрести.

Клетчатка

Если съесть всего лишь одну небольшую чашку плодов в день или в цельном состоянии, или как добавку в блюда (например, вместо изюма, в качестве придания специфического «восточного» вкуса), то организм получает почти половину нормы клетчатки в сутки.

Чашка плодов содержит 11,8 г белка и 47% клетчатки. Эти диетические волокна благотворно влияют на работу пищеварительной системы, а также значительно снижают уровень «вредного» холестерина в крови и приводят в норму уровень сахара. Полезны они для людей, страдающими запорами, так как обладают слабительным действием.

Витамины и минералы

Финик можно по праву считать кладезем полезных веществ. А главное, находятся они в плоде в достаточно большой концентрации (рассматриваем небольшую чашку и процент от суточной нормы):

• 12% — витамин В6;
• 8,6% — витамин В5;
• 9% — ниацин (витамин В3 или РР, никотиновая кислота, которая играет очень важную роль во всех окислительно — восстановительных процессах, участвует в образовании ферментов и обмене липидов и углеводов в живых клетках);
• 5,7% — рибофлавин;
• 4,5 % — тиамин;
• 7% — фолиевая кислота;
• 8% — железо.

Съев всего немного фиников в качестве перекуса, можно хорошо заправить организм целым набором полезных и необходимых витаминов. Это лишь одна группа элементов, а еще в состав входят кальций, магний, калий, фосфор, медь, марганец, селен. Как видим, практически вся таблица нужных для здоровья витаминов и минеральных веществ.

Финики — для сердца и от рака

Ученые выявили, что в сухофруктах, а в этих плодах особенно, наибольшая концентрация полифенолов, благотворно воздействующих на работу сердечно — сосудистой системы и снижают риск появления онкологических заболеваний. Это мощная антиоксидантная защита для всего организма. Поэтому педиатры советуют употреблять в пищу хотя бы небольшое количество этих полезных продуктов.

Триптофан

Эта аминокислота также входит в состав сухофрукта и помогает бороться с депрессией, бессонницей, улучшает память и настроение. Нормализует работу мозга.

Окситоцин

Это вещество, входящее в плод помогает привести матку в нормальное состояние после родовой деятельности, способствует увеличению лактации.

Ретинол

Это вещество, содержащееся в финике придает волосам блеск и здоровье, а также ногти будут всегда в порядке, если съедать хотя бы небольшое количество продукта в день.