Хрупкость это какое свойство
Деформации и напряжения
Упругостьютвердого тела называют его свойство самопроизвольно восстанавливать первоначальную форму и размеры после прекращения действия внешней силы. Упругая деформация полностью исчезает после прекращения действия внешней силы, поэтому ее принято называть обратимой.
Пластичностьютвердого тела называют его свойство изменять форму или размеры под действием внешних сил, не разрушаясь, причем после прекращения действия силы тело не может самопроизвольно восстанавливать свои размеры и форму, и в теле остается некоторая остаточная деформация, называемая пластической деформацией.
Пластическую или остатачную деформацию, не исчезающую после снятия нагрузки, называют н е о б р а т и м о и.
Хрупкостью твердого тела называют его способность разрушаться без образования заметных остаточных деформаций.
Основными характеристиками деформативных свойств строительного материала являются: модуль упругости, коэффициент Пуассона, модуль сдвига, объемный модуль упругости (модуль всестороннего сжатия), предельные деформации (растяжения, сжатия и др.), ползучесть. Другие характеристики могут определяться для специальных условий нагруженйя.
Относительная деформация равна отношению абсолютной деформации ∆l первоначальному линейному размеру / тела:
ε=∆l /l
Деформация происходит вследствие удаления или сближения атомов, причем смещения атомов пропорциональны деформации тела.
Напряжение— мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под воздействием внешних сил.
Модуль упругости Е (модуль Юнга)’ связывает упругую деформацию и одноосное напряжение линейным соотношением, выражающим закон Гука**:
ε=σ/E
При относительном растяжении (сжатии) напряжение определяется по формуле
σ=P/F
, где Р — действующая сила; F — площадь первоначального поперечного сечения элемента.
Марки кирпича устанавливаются по показаниям прочности на сжатие и изгиб.
Прочность — способность материалов сопротивляться разру шению и деформациям от внутренних напряжений, возникающих в результате воздействия внешних сил или других факторов, таких как неравномерная осадка, нагревание и т. п. Оценивается она пределам прочности. Так называют напряжение, возникающее в материале от действия нагрузок, вызывающих его разрушение.
Различают пределы прочности материалов при сжатии, рас тяжении, изгибе, срезе и пр. Они определяются испытанием стандартных образцов на испытательных машинах. Предел прочности при сжатии и растяжении RСЖ(Р), МПа, вычисляется как отношение нагрузки, разрушающей материал Р, Н, к площади поперечного сечения F, мм2:
.
Предел прочности при изгибе RИ, МПа, вычисляют как отношение изгибающего момента M, Нхмм, к моменту сопротивления образца , мм3:
.
Каменные материалы хорошо работают на сжатие и значительно хуже (в 5-50 раз) на растяжение и изгиб. Другие материалы — металл, древесина, многие пластмассы — хорошо работают как на сжатие, так и на растяжение и изгиб.
Предел прочности определяется испытанием образцов материалов стандартных размеров на специальных приборах (прессах) путем разрушения их и определения разрушающего усилия.
Величина усилия разрушающего образец делится на площадь поперечного сечения образца, и получается напряжение R (в кг/см2), при котором разрушился образец; это и есть предел прочности.
Предел прочности некоторых материалов (например, бетона, раствора, камня) называется их маркой.
Марка камня обозначает предел прочности камня (в кг/см2) при сжатии.
Важной характеристикой материалов является коэффициент конструктивного качества. Это условная величина, которая равна отношению предела прочности материала R, МПа, к его относительной плотности:
к.к.к. = R/d
Коэффициент конструктивного качества для тяжелого бетона марки 300 равен 12,5; стали марки Ст5-46, древесины дуба при растяжении — 197. Материалы с более высоким коэффициентом конструктивного качества являются и более эффективными.
Упругость — способность материалов под воздействием нагрузок изменять форму и размеры и восстанавливать их после прекращения действия нагрузок.
Упругость оценивается пределом упругости буп, МПа, который равен отношению наибольшей нагрузки, не вызывающей остаточных деформаций материала, PУП, Н, к площади первоначального поперечного сечения F0, мм2:
бУП=РУП/F0
Пластичность — способность материалов изменять свою форму и размеры под воздействием нагрузок и сохранять их после снятия нагрузок. Пластичность характеризуется относительным удлинением или сужением.
Разрушение материалов может быть хрупким или пластичным. При хрупком разрушении пластические деформации незначительны.
Релаксация — способность материалов к самопроизвольному снижению напряжений при постоянном воздействии внешних сил. Это происходит в результате межмолекулярных перемещений в материале. Релаксация оценивается периодом релаксации — временем, за которое напряжение в материале снижается в е = 2,718 раза, где е — основание натурального логарифма. Период релаксации составляет от 1 х 10-10 секунд для материалов жидкой консистенции и до 1 х 1010 секунд (десятки лет) у твердых.
Твердость — способность материала оказывать сопротивление проникновению в него более твердого материала.
Для разных материалов она определяется по разным методикам. Так, при испытании природных каменных материалов пользуются шкалой Мооса, составленной из 10 минералов, расположенных в ряд, с условным показателем твердости от 1 до 10, когда более твердый материал, имеющий более высокий порядковый номер, царапает предыдущий. Минералы расположены в следующем порядке: тальк или мел, гипс или каменная соль, кальцит или ангидрит, плавиковый шпат, апатит, полевой шпат, кварцит, топаз, корунд, алмаз.
Твердость металлов, бетона, древесины, пластмасс оценивают вдавливанием в них стального шарика, алмазного конуса или пирамиды.
Твердость материала не всегда соответствует прочности. Так, древесина имеет прочность, одинаковую с бетоном, но значительно меньшую твердость.
Истираемость — способность материалов разрушаться под действием истирающих усилий. Истираемость И в г/см2 вычисляется как отношение потери массы образцом m1-m2 в г от воздействия истирающих усилий к площади истирания F в см2;
И = (m1 — m2) / F.
Определяется И путем испытания образцов на круге истирания или в полочном барабане. Эта характеристика учитывается при назначении материалов для пола, лестничных ступеней и площадок, дорог.
Износ — свойство материала сопротивляться одновременному воздействию истирания и ударов. Износ материала зависит от его структуры, состава, твердости, прочности, истираемости. Износ определяют на пробах материалов, которые испытывают во вращающемся барабане со стальными шарами или без них. Чем больше потеря массы пробы испытанного материала (в процентах к первоначальной массе пробы), тем меньше его сопротивление износу.
Хрупкость — свойство материала внезапно разрушаться под воздействием нагрузки, без предварительного заметного изменения формы и размеров. Хрупкому материалу, в отличие от пластичного, нельзя придать при прессовании желаемую форму, так как такой материал под нагрузкой дробится на части, рассыпается. Хрупки камни, стекло, чугун и др.
Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений… Предел прочности — напряжение соответствующей нагрузки, при которой происходит разрушение образца.
Основные характеристики стройматериалов
Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих от приложенных нагрузок.
Прочность строительных материалов можно охарактеризовать пределом прочности при механическом воздействии: срезе, изгибании, растяжении, сжатии, срезе.
Предел прочности — напряжение соответствующей нагрузки, при которой происходит разрушение образца.
Предел прочности — минимальная величина воздействия, при которой материал начинается разрушаться.
Прочность устанавливается в качестве маркировки.
Предельную величину определяют путем проведения различных испытаний образца материала. Среди стройматериалов наименьшим пределом прочности обладают тор-фоплиты — всего 0,5 Мпа.
Самый прочный материал — это высококачественная сталь — до 1000 Мпа.
Упругость — свойство материала под воздействием нагрузок деформироваться и принимать после снятия напряжения исходные форму и размеры (резина). В отличии от хрупких тел упругие под воздействием внешних сил не разрушаются, а только деформируются.
При прекращении действия материал приобретает первоначальную форму. Ярким примером является резина. Если взять кусок этого материала и растянуть в разные стороны, то он удлинится, но стоит отпустить одну сторону — резина приобретет начальные размеры.
Пластичность — свойство материала под воздействием нагрузки принимать другую форму и сохранять ее после снятия нагрузки.
Хрупкость — свойство материала мгновенно разрушаться под действием сил (стекло, керамика). Под хрупкостью понимают способность вещества мгновенно разрушаться при незначительной деформации. Иными словами механическое воздействие на тело приводит к появлению трещин или раскалыванию. Примером хрупких материалов является стекло и керамика.
Сопротивление удару — способность сопротивляться воздействию ударных нагрузок.
Твердость — свойство материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого материала (по шкале Мооса). Под твердостью понимается способность одного вещества оказывать сопротивление воздействию другого, более твердого. Для оценивания данного показатели принято использовать десятибалльную шкалу. Минимальную твердость имеет тальк-1, самый твердый материал — алмаз, с максимальным значением в 10 балов.
Износ — разрушение материала под совместным воздействием ударных и истирающих усилий. Измеряется потерей массы в %.
Стираемость. Способность материала под действием силы трения терять свою массу и объем. Зачастую эту способность учитывают при организации дорожного покрытия, а также укладке полов в общественных местах.
При строительстве и ремонте зданий очень важно учитывать все свойства используемых материалов, так как от них будет зависеть срок службы и надежность конструкций.
Основные свойства стройматериалов:
Плотность. Представляет собой отношение массы материала к его объему в стандартных условиях, то есть с учетом пустот и пор. Чем больше количество пор, тем, соответственно меньше плотность вещества.
Плотность определяет массу строительной конструкции, ее теплопроводность и прочность.
2) Прочность строительного материала. Свойство вещества оказывать сопротивление нагрузке. Конструкции здания постоянно испытывают нагрузки разного рода, под которыми они сжимаются, растягиваются или сгибаются. Строительный материал ни в коем случае не должен терять свою структуру или разрушаться.
3) Теплопроводность. Характеризуется количеством тепла, которое проходит через толщину материала в один метр при разнице внешней и внутренней температуры в один градус по Цельсию.
Основными факторами, которые влияют на теплопроводность вещества — это показатель плотности степень влажности. Чем меньше их значение, тем меньше тепла пропускает материал.
4) Влажность. Количество влаги, которое содержится в порах материала, называют влажностью. Она рассчитывается в процентном соотношении к массе идеально сухого материала. Чем выше показатель влажности, тем меньше прочность материала и выше теплопроводность.
5) Водопроницаемость. Данный показатель показывает количество воды, которое может пройти через материал площадью один сантиметр за один час. Для расчета данного показателя используют специальные камеры, в которых создают условия приближенные к реальным. Например, чтобы рассчитать водопроницаемость наружных плит их помещают под установку, которая имитирует косой дождь. Кровельные материалы испытывают на выносливость: то есть помещают под струю воды и рассчитывают время, через которое на другой стороне вещества появятся следы влаги.
6) Морозоустойчивость. Свойство влажного материала сохранять свою структуру при неоднократной заморозке. Испытания проходят по такому алгоритму: материал напитывают влагой и помещают в морозильную камеру. Далее процесс заморозки чередуется с разморозкой. В зависимости от количества циклов, которое может выдержать вещество ем присваивается соответствующие значения при маркировке.
7) Огнестойкость. Способность материала сохранять свою структуру при воздействии высоких температур. Предел огнестойкости определяется как время, через которое конструкция уже не сможет сохранять свою прочность.
Строительные материалы классифицируют по нескольким параметрам в зависимость от их способности гореть, воспламеняться и тлеть.
- Трудносгораемые материалы. Вещества, которые прекращают процесс тления и горения, если убрать источник огня.
- Несгораемые. Материала, которые не горят и не обугливаются.
- Сгораемые. Все остальные материалы.
- Физический энциклопедический словарь
Свойство материала разрушаться при небольшой (преим. упругой) деформации под действием напряжений, средний уровень к-рых ниже предела текучести. Образование хрупкой трещины и развитие процесса хрупкого разрушения связано с образованием малых локальных зон пластич. деформации (см. ПРОЧНОСТЬ). Относит. доля упругой и пластич. деформации при хрупком разрушении зависит от св-в материала (характера межат. и межмол. связей, микро- и кристаллич. структуры) и условий его работы. Приложение растягивающих напряжений по трём главным осям (трёхосное напряжённое состояние), концентрация напряжений в местах резкого изменения сечения детали, понижение темп-ры и увеличение скорости нагружения, а также повышение запаса упругой энергии нагруженной конструкции способствуют переходу материала в хрупкое состояние. Напр., существенно упругий материал — мрамор, хрупко разрушающийся при растяжении, в условиях несимметричного по трём гл. осям сжатия ведёт себя, как пластичный материал; чем выше концентрация напряжений, тем сильнее проявляется X. материала, и т. д. Поэтому X. следует рассматривать в связи с условиями работы материала.
Условием роста хрупкой трещины явл. нарушение равновесия между освобождающейся при этом энергией упругой деформации и приращением полной поверхностной энергии (включая и работу пластич. деформации тонкого слоя, примыкающего к краю трещины). Хрупкая прочность элемента с трещиной обратно пропорц. ?l, где l — полудлина трещины.
Склонность материала к хрупкому разрушению оценивают обычно по температурным зависимостям работы разрушения или хар-к пластичности, позволяющих определить критич. темп-ру хрупкости Ткр, т. е. темп-ру перехода из пластич. состояния в хрупкое. Чем выше Tкр, тем более материал склонен к хрупкому разрушению.
При рассмотрении макроскопич. закономерностей хрупкого разрушения необходимо учитывать две независимые хар-ки — сопротивление пластич. деформации (предел текучести ss) и сопротивление хрупкому разрушению (хрупкая прочность, сопротивление отрыву Sот). При понижении темп-ры испытания, введении надрезов — концентраторов напряжения, увеличении скорости деформации ss возрастает быстрее, чем Sот, вследствие чего происходит переход от вязкого разрушения к хрупкому (рис.).
Схема перехода каменной соли из вязкого состояния в хрупкое при понижении темп-ры испытания на растяжение (по А. Ф. Иоффе).
Представление о возникновении хрупкого разрушения как результате небольшой предварительной пластич. деформации лежит в основе дислокац. теории разрушения. Зарождение хрупких трещин связывают с плоским скоплением линейных дефектов крист. решётки — дислокаций — перед к.-л. препятствием, к-рым могут служить границы зёрен или субзёрен, различные включения и т. п. При этом возникает высокая концентрация напряжений, пропорциональная касательному напряжению от внешней нагрузки и длине скопления дислокаций.
Источник:
Физический энциклопедический словарь
на Gufo.me
Значения в других словарях
- хрупкость —
ХР’УПКОСТЬ, хрупкости, мн. нет, ·жен. ·отвлеч. сущ. к хрупкий.
Толковый словарь Ушакова - Хрупкость —
Свойство материала разрушаться при небольшой (преимущественно упругой) деформации под действием напряжений, средний уровень которых ниже предела текучести.
Большая советская энциклопедия - хрупкость —
-и, ж. Свойство по знач. прил. хрупкий. Хрупкость металла. □ И вот эта нервозная, впечатлительная и раздражительная натура при слабости легких, и вообще хрупкости организма, — убила, сожгла этого человека. И. Гончаров, Заметки о личности Белинского.
Малый академический словарь - Хрупкость —
Горных пород (a. rock fragility, rock brittleness; н. Sprodigkeit der Gesteine; ф. friabilite des roches, fragilite des roches; и. fragilidad de rocas) — способность горных пород к разрушению без заметных пластич.
Горная энциклопедия - хрупкость —
См. хрупкий
Толковый словарь Даля - хрупкость —
орф. хрупкость, -и
Орфографический словарь Лопатина - хрупкость —
хрупкость I ж. Отвлеч. сущ. по прил. хрупкий I II ж. Отвлеч. сущ. по прил. хрупкий II
Толковый словарь Ефремовой - хрупкость —
Хрупкость, хрупкости, хрупкости, хрупкостей, хрупкости, хрупкостям, хрупкость, хрупкости, хрупкостью, хрупкостями, хрупкости, хрупкостях
Грамматический словарь Зализняка - ХРУПКОСТЬ —
ХРУПКОСТЬ — свойство тел разрушаться после незначительной пластической деформации.
Большой энциклопедический словарь - хрупкость —
сущ., кол-во синонимов: 13 болезненность 39 красноломкость 1 ломкость 3 мягкость 52 нежность 29 ненадежность 24 непрочность 16 подверженность заболеваниям 4 слабое здоровье 4 сомнительность 31 субтильность 23 хрупкое здоровье 4 хрусткость 1
Словарь синонимов русского языка
