Вся электронная библиотека >>>

 изделия из стекла >>>

    

 

Выполнение художественных изделий из стекла:

Учебник для художественных вузов и училищ


Раздел: Производство

 

1.4  механические свойства

  

Плотность вещества — величина, равная отношению массы вещества к занимаемому объему: p = m/V, где т. — масса образца, кг; V — объем образца, м3. Плотность обычного простого стекла, например оконного, составляет около 2 500, кварцевого стекла — 2 200, хрустального — 3 ООО кг/м3. Значение плотности используют при экспериментальном определении однородности стекла, а также в конструкционных и теплотехнических расчетах. Упругость — это свойство вещества деформироваться под действием силы, приложенной извне, а после прекращения действия этой силы возвращаться в первоначальное состояние. Хрупкие твердые тела, например стекло, разру- 1 шаются, если приложенная сила превысит ту, при которой еще возможна упругая деформация. Упругость выражают через модуль упругости Е, который можно измерить следующим образом. К стеклянной нити длиной I и площадью поперечного сечения S прикрепляют груз Р. Нить подвешивают вертикально и изменяют ее удлинение А1 под действием груза. Наблюдается соотношение: Al — Pl/SAl, откуда Е — PljSAl. Величины, стоящие в правой части этого выражения, можно измерить непосредственно и вычислить таким образом Е (Н/м2 или Па). Так как Е для упругих тел велик, то обычно используют более крупную единицу: 1 МПа = 106 ITa; i МПа = 0,0981 кгс/ /мм2 = 9,81 кгс/см2. Для различных стекол модуль упругости составляет от 48 000 до 83 000 МПа. Значения модуля упругости фигурируют в конструкционных расчетах стеклянных деталей, а также в расчетах их термостойкости.

Прочность — способность материала сопротивляться разрушению и образованию остаточных деформаций от действия напряжений. Если сжимающее усилие F направлено перпендикулярно к поперечному сечению образца, имеющему площадь А, то в образце возникает напряжение сжатия: 0Сж=^М. При л величении усилия F напряжение при сжатии 0(ж также возрастает (при одной и той же площади А поперечного сечения образца) и, наконец, достигает критической величины /?сж, при которой стекло разрушается. Образцы из одного и того же стекла, но с разной площадью поперечного сечения разрушаются при различных значениях критического усилия ^кр, но для одного и того же стекла, независимо от размеров образцов, величина разрушающего напряжения при сжатии Лет одинакова.

Эту величину пазывают пределом прочности при сжатии R,-m~Fhp/A (Па). Предел прочности некоторых стекол при сжатии достигает 2 ООО МПа. Аналогично сказанному выше предел прочности стекла при растяжении #р= = Fvp/A.

Стекло выдерживает большую прочность при сжатии, чем при растяжении. Для стекла RP достигает 100 МПа, в то время как, например, для найлона — 500 МПа.

Если поверхность стекла повреждена царапинами или микротрещипами, а, как правило, именно так и бывает, то прочность стекла еще более уменьшается.

Твердость — способность поверхностного слоя стекла сопротивляться прониканию в этот слой острия царапающей иглы, частиц шлифующего абразива и т. п.

Качественно оценить твердость стекла можно по шкале Мооса, которая приписывает ряду мипералов и стеклу условные значения твердости от 1 до 10: гипс 1, каменная соль 2, известковый шпат 3, плавиковый шпат 4, апатит 5, стекло 6, кварц 7, топаз 8, корунд 9, алмаз 10.

Стекло оставляет царапины на минералах с меньшим показателем и наоборот: его царапают минералы с большим показателем твердости по Моосу. Однако эта шкала не позволяет судить о том, во сколько раз стекло тверже или мягче указанных минералов. Количественно можно оценить твердость стекла следующими способами: 1) по ширине царапины, оставляемой на поверхности стекла алмазной иглой с радиусом закругления острия 2 мкм под нагрузкой от 1,5 до 50,0 MII; 2) по объему стекла, сошлифованному определенным абразивом в заданных условиях; 3) по величине отпечатка, оставляемого на поверхности стекла алмазной пирамидой, вдавливаемой в стекло под нагрузкой. В последнем случае мы имеем дело с так называемой микротвердостью стекла: Н= 1,854 P/D2, где Р — нагрузка, Н; D — размер диагонали квадратного отпечатка, м. Микротвердость различных стекол, а следовательно, и связанная с ней твердость согалифовывания колеблются от 480 до 10 000 МПа.

Хрупкость — свойство стекла, находящегося в твердом состояпии (т] = = 101311а-с), мгновенно разрушаться при сильном ударе, когда напряжения превышают те, при которых возможна упругая деформация. Показатель хрупкости az = I,A/V, где ЕЛ = 9,8 тТ,Н — сумма работ по разрушению образца объемом V, определяемая путем неоднократного сбрасывания стального шара массой т с последовательно возрастающих высот Яь #2, #3, ..., Нп (2#= = Н\-\-#2-J-#3 + ...+//n) на образец в виде стеклянпой пластинки, положенной на опоры «мостиком», т. е. опирающейся лишь краями, до тех пор, пока стекло не разобьется. Для обычтого, например оконного стекла с=15— 20 кДж/м3.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Выполнение художественных изделий из стекла

 

Смотрите также:

 

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА. Строительные материалы

Г. Механические свойства. 1. прочность.
Изучением прочности материалов — этого важнейшего свойства -— занимается особая наука — сопротивление...

 

СТРОЙМАТЕРИАЛЫ: Механические свойства стройматериалов

Механические свойства материалов детально изучаются в курсе сопротивления материалов.

 

Механические свойства строительных материалов. Закон Гука....

Механические свойства материалов определяют поведение конструкций под действием внешних нагрузок.

 

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА под действием механических...

Механические свойства измеряют напряжениями (см. Прочность), деформациями (см. Удлинение, Сужение), работой деформации...

 

Механические свойства при высоких температурах....

С повышением температуры механические свойства, характеризующие прочность материала, понижаются, а пластические свойства — увеличиваются.

 

Механические свойства твердых тел - твердые и мягкие тела...

При применении твердых строительных материалов, а также при их переработке необходимо учитывать их механические свойства.

 

Механические свойства при повторных нагрузках....

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД Абразивность горных ...

 

Шкала твердости Мооса | § 1.3. Механические свойства

Механические свойства характеризуются способностью материала сопротивляться всем видам внешних воздействий с приложением силы.