Характеристики материала по анализам алюминиевых сплавов
Анализ алюминиевых сплавов раскрывает наиболее важные особенности для проектирования алюминиевых конструкций, которые являются не какие-либо изолированными от других свойств материала, а сочетанием этих свойств, которые представляют конструктивные характеристики материала. Из перечня таких сочетаний наибольший интерес проектировщика заостряется на трех конструктивных характеристиках. Одну из них, представляющую отношение прочности и его удельного веса — удельная прочность (или перекрывающую способность) материала, знают давно.
Двух других конструктивных характеристик, которые дает анализ алюминиевых сплавов, представляет сочетание прочности к модулю упругости материала. Они характеризуются деформативностью конструкции и сочетанием удельного веса к модулю упругости материала, которые, говоря по аналогии, характеризуется удельной жесткостью материала, чем и устанавливается простейшая взаимосвязь всех трех конструктивных характеристик.
Таким образом, параметры сравнения возможны между различными материалами по их удельной прочности с учетом прочих равных условий, и это сравнение тем больше будет точным, чем больше приближены друг к другу материалы своими конструктивными возможностями.
Для материалов, которые далеки друг от друга своими конструктивными возможностями, сравнение их между собой не будет точным только по удельной прочности. Так, дерево имеет величину удельной прочности больше, чем железобетон, хотя наибольшим пролетом деревянные сооружения пока в значительной мере уступают железобетонным. Это характеризуется приспособленностью материала образования конструктивных форм (система конструкций, возможность создать стыки, соединения, различные типы сечений). При возведении мостов, помимо этого, нельзя не учитывать временную нагрузку на выносливость перекрывающей способности материала.
Для материалов, которые близки своими конструктивными возможностями, для металлов (сталь, алюминиевые сплавы, титановые сплавов и др.), значения удельной прочности вполне приемлемы по сравнению с конструктивными характеристиками материала.
Этот показатель величины измеряется метрами и показывается длина растянутого стержня, который действием собственного веса дает расчетные сопротивления R. Другими словами, это длина элемента, которая выдерживает объемы собственного веса, или выносливость перекрывающей способности материала, которая является его главной конструктивной характеристикой (учитывая сделанные выше оговорки) по расчетам конструкции по параметрам первого предельного состояния.
Интересно заметить, что предельная деформативность может характеризоваться (прочие равные условия) относительным прогибом рационально запроектированных ферм (все стержни которых достигали расчетного сопротивления R).
Конечно же, и здесь место оговоркам, аналогично приведенным ранее. Параметры сравнения ферм из разных материалов по предельной деформативности оказываются под влиянием конструктивных возможностей материалов (создание стыков, соединений, различные типы сечений), под влиянием различия конструктивных коэффициентов, на которые влияет устойчивость и выносливость материала.
Достижение во всех элементах фермы напряжений, которые будут равны расчетным сопротивлениям, не всегда возможно. Значит, выходит, что сравнение конструкций в отношении предельной деформативности будет тем точнее, чем ближе оказываются друг к другу материалы своими конструктивными возможностями (к примеру, металлы). Помимо этого, сравнение проводиться с учетом прочих равных условий.
И все-таки на эту конструктивную характеристику может ориентироваться проектировщик, выбирая новые материалы для несущих конструкций, при опасении повышенной деформативности конструкции.
Третью конструктивную характеристику материала, как уже говорилось выше, составляет отношение модуля упругости к объемному весу материала.
Конечно, и здесь верна оговорка, подобна сказанной ранее. Хотя при прочих равных условиях и при всех этих оговорках удельная жесткость материала, которая определяется формулой, представляет третью основную конструктивную характеристику материала и является в числе второй его конструктивной характеристики при расчетах второго предельного состояния.
Следует заметить простейшую зависимость трех основных конструктивных характеристик между собой, которые вместе и составляют обобщенную конструктивную характеристику материала. В ней параметры удельной прочности и удельной жесткости представлены основными конструктивными характеристиками с одинаковой размерностью, а предельной деформативностью выражаются их отношение и являются безразмерной величиной.
Выходит, что алюминиевые сплавы своими основными конструктивными характеристиками эквивалентны высокопрочным сталям. Причем у алюминиевых сплавов имеются преимущества перед высокопрочными сталями из-за более высоких архитектурных качеств, имеют более высокую технологичность (показатель обрабатываемости), стойкость против коррозии и хладостойкость, но у них меньшая, чем у стали, выносливость и стоимость при эквивалентной им обобщенной конструктивной характеристике. А это дает основания делать вывод о близости основных принципов при проектировании ведущих конструкций из сплавов алюминия и основных принципов при проектировании ведущих конструкций из высокопрочной стали.
Такой важный вывод позволяет сделать анализ металлов и сплавов, что представляет значение исключительно в процессах дальнейшего анализа эффективности конструктивных форм алюминиевых конструкций. Потому что использование основных вопросов их проектирования, учитывая работы первого и второго предельного состояния, и многих конструктивных выводов и рекомендаций дает возможность проектировать и разрабатывать конструктивные формы главных конструкций из высокопрочных сталей.
Если у вас есть вопросы, касающиеся анализа материалов и сплавов, вы можете получить квалифицированную консультации в НП «Федерация Судебных Экспертов», где специалисты окажут вам помощь и ответят на все ваши вопросы.
