Значительное число элементов используют в качестве добавок для улучшения качества алюминиевых сплавов.

Наиболее широко применяются: Бериллий добавляется для уменьшения окисления при повышенных температурах. Небольшие добавки бериллия (0, 01 - 0, 05%) применяют в алюминиевых литейных сплавах для улучшения текучести в производстве деталей двигателей внутреннего сгорания (поршней и головок цилиндров). Бор вводят для повышения электропроводимости и как рафинирующую добавку. Бор вводится в алюминиевые сплавы, используемые в атомной энергетике(кроме деталей реакторов), т.к. он поглощает нейтроны, препятствуя распространению радиации. Бор вводится в среднем в количестве 0, 095 - 0, 1%. Висмут. Металлы с низкой температурой плавления, такие как висмут, свинец, олово, кадмий вводят в алюминиевые сплавы для улучшения обрабатываемости резанием. Эти элементы образуют мягкие легкоплавкие фазы, которые способствуют ломкости стружки и смазыванию резца. Галлий добавляется в количестве 0, 01 - 0, 1% в сплавы, из которых далее изготавливаются расходуемые аноды. Железо. В малых количествах ( 0, 04%) вводится при производстве проводов для увеличения прочности и улучшает характеристики ползучести. Так же железо уменьшает прилипание к стенкам форм при литье в кокиль. Индий. Добавка 0, 05 - 0, 2% упрочняют сплавы алюминия при старении, особенно при низком содержании меди. Индиевые добавки используются в алюминиево - кадмиевых подшипниковых сплавах. Примерно 0, 3% кадмия вводят для повышения прочности и улучшения коррозионных свойств сплавов. Кальций придаёт пластичность. При содержании кальция 5% сплав обладает эффектом сверхпластичности. Кремний является наиболее используемой добавкой в литейных сплавах. В количестве 0, 5 - 4% уменьшает склонность к трещинообразованию. Сочетание кремния с магнием делают возможным термоуплотнение сплава. Магний. Добавка магния значительно повышает прочность без снижения пластичности, повышает свариваемость и увеличивает коррозионную стойкость сплава. Медь упрочняет сплавы, максимальное упрочнение достигается при содержании меди 4 - 6%. Сплавы с медью используются в производстве поршней двигателей внутреннего сгорания, высококачественных литых деталей летательных аппаратов. Олово улучшает обработку резанием. Титан. Основная задача титана в споавах - измельчение зерна в отливках и слитках, что очень повышает прочность и равномерность свойств во всём объёме.

2.2

К постоянным нагрузкам следуетотносить: а) вес частейсооружений, в том числе вес несущих и ограждающих строительных конструкций; б) вес идавление грунтов (насыпей, засыпок), горное давление. Нормативное значение весаконструкций заводского изготовления следует определять на основании стандартов, рабочих чертежей или паспортных данных заводов-изготовителей, других строительныхконструкций и грунтов - по проектным размерам и удельному весу материалов игрунтов с учетом их влажности в условиях возведения и эксплуатации сооружений. Ветровая нагрузка зависит от скорости ветра на уровне 10м над пов-тью земли и принимаются, как превышаемая средним 1 раз в 5 лет, с обеспеченностью в среднем на 80%, а wo=0, 061V2 (давление воздуха). Влияние размеров, формы и углов пов-ти относ-но напр-я ветра учитывается аэродинамическим коэф-том С. Средняя составляющая норм-й ветровой нагрузки на высоте здания z вычисл: Wzn=Wo*k*C; для высотных зданий ещё учитывают пульсационную составляющую Wp.(Wzn= Wo*k*C+ Wp) Полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле где Sg -расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальнойповерхности земли, принимаемое в соответствии с п. 5.2; m - коэффициент перехода от веса снегового покроваземли к снеговой нагрузке на покрытие Нагрузки от мостовых и подвесных кранов следует определять в зависимости от групп режимов их работы, устанавливаемых ГОСТ25546-82, от вида привода и от способа подвеса груза. S=Sg*

1.10 Поясните, как определяется предел выносливости сталей, алюминиевых сплавов. Определите расчётное сопротивление усталости для конкретного элемента, узла стальных конструкций. Предел выносливости - наибольшее периодически изменяющееся напряжение, которое может выдержать материал без разрушения при большом числе циклов, заданном техническими условиями. Способность материала воспринимать многократное действие переменных напряжений называют выносливостью, а проверку прочности элементов конструкции при действии таких напряжений — расчетом на выносливость (или расчетом на усталостную прочность).Для получения механических характеристик материала, необходимых для расчетов на прочность при переменных напряжениях, проводят специальные испытания на выносливость (на усталость). Для этих испытаний изготовляют серию совершенно одинаковых образцов (не менее 10 штук).

Рис. 5.15

В первом образце с помощью специальной машины создают циклы напряжений, характеризуемые значениями напряжение принимают достаточно большим, для того, чтобы разрушение образца происходило после сравнительно небольшого числа циклов. Результат испытания образца наносят на график в виде точки I, абсцисса которой равна числу циклов вызвавших разрушение образца, а ордината — значению напряжения (рис. 5.15). Затем другой образец испытывают до разрушения при меньших напряжениях, результат испытания этого образца изображается на графике точкой II. Испытывая остальные образцы из той же серии, аналогично получают точки IV, V и т. д. Соединяя полученные по данным опытов точки плавной кривой, получают так называемую кривую усталости, или кривую Велера (рис. 5.15). Разрушение материала при однократном нагружении происходит в тот момент, когда возникающие в нем напряжения равны пределу прочности. Кривая выносливости (рис. 5.15) показывает, что с увеличением числа циклов уменьшается максимальное напряжение, при котором происходит разрушение материала. Кривая усталости для мало или среднеуглеродистой, а также для некоторых марок легированной стали имеет горизонтальную асимптоту. Наибольшее (предельное) максимальное напряжение цикла, при котором не происходит усталостного разрушения образца из данного материала после произвольно большого числа циклов, называют пределом выносливости. Таким образом, предел выносливости равен ординате асимптоты кривой усталости. Предел выносливости (усталости) σ _R – наибольшее (предельное) напряжение цикла, при котором не происходит усталостного разрушения образца после произвольно большого числа циклов. Обозначение предела выносливости для симметричного цикла – σ _–1, для от нулевого – σ ₀. Так как испытания нельзя проводить бесконечно большое время, то число циклов ограничивают некоторым пределом, который называют базовым числом циклов. В этом случае, если образец выдерживает базовое число циклов, то считается, что напряжение в нем не выше предела выносливости. Для черных металлов базовое число циклов N_б=10⁷. Кривые усталости для цветных металлов не имеют горизонтальных участков. Поэтому для них база испытаний увеличивается до N_б=10⁸ и устанавливается предел ограниченной выносливости (σ _–1N) для данной базы испытаний.

3.8

3.6