Жесткость определение: Жёсткость — это… Что такое Жёсткость?

общая, карбонатная и некарбонатная жесткость – приборы для измерения жесткости воды

Жесткость воды — определенное свойство воды, которое связывают с растворенными в ней соединениями магния и кальция, то есть наличием в воде катионов этих элементов (при повышении температуры соли этих металлов выпадают в осадок и образуют весьма прочные отложения). Жесткость воды во многом определяет пригодность воды для использования как промышленных, так и в бытовых целях. Возникновением накипи мы «благодарны» именно этому показателю.

Этот параметр исчисляют, как сумма миллимолей ионов кальция и магния на 1 литр воды (ммоль/л). 1 ммоль/л соответствует количеству любого вещества в мг/л, равному его молекулярной массе, разделенной на валентность. Величина 1 ммоль/л говорит о содержании в 1 литре воды 20,04 мг/л кальция либо 12,1 б мг/л магния. Для удобства пользуются величиной мг-экв/л, которая соответствует моль/м3. Кроме того, в зарубежных странах широко используются такие единицы жесткости, как немецкий градус (do, dH), французский градус (fo), американский градус, ppm карбоната кальция.

Приборы для определения жесткости воды:

Выделяют 3 типа жесткости воды:

  • временная – карбонатная жесткость, обусловлена присутствием на ряду с кальцием, магнием и железом гидрокарбонатных анионов;
  • постоянная – некарбонатная жесткость, характеризуется присутствием сульфатных, нитратных и хлоридных анионов, соли кальция и магния которых прекрасно растворяются в воде;
  • общая — определяется как суммарная величина наличия солей магния и кальция в воде, то есть суммой карбонатной и некарбонатной жесткости.

Классификация воды по этому параметру

:
— мягкая вода – 3,0 мг-экв/л и более
— средняя – от 3,0 до 6,0 мг-экв/л
— жесткая вода – свыше 6,0 мг-экв/мл.

Причиной жесткости воды является подземные залежи известняков, гипса, доломитов, которые растворяются в подземных водах, а также отчасти, других процессов растворения и выветривания горных пород. Обычно в маломинерализованных водах преобладает (до 70%-80%) жесткость воды, обусловленная ионами кальция (хотя в отдельных редких случаях магниевая жесткость может достигать 50-60%). С увеличением степени минерализации воды содержание ионов кальция (Са2+) быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание же ионов магния (Mg2+) в высокоминерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соленых озерах — десятков граммов на один литр воды.

В целом, жесткость поверхностных вод меньше жесткости вод подземных. Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья, когда обильно разбавляется мягкой дождевой и талой водой. Морская и океанская вода имеют очень высокую жесткость (десятки и сотни мг-экв/дм3).

Приемлемость для питьевых нужд зависит от конкретных местных условий. Порог вкуса для иона кальция находится в диапазоне 2-6 мг-экв/л, в зависимости от соответствующего аниона, а порог вкуса для магния — значительно ниже (в отдельных случаях приемлема вода с показателями в 10 мг-экв/л). Жесткая вода имеет горьковатый вкус и негативно воздействует на органы пищеварения, органолептические свойства воды отвечают низкому уровню.

Однако мягкая вода с (менее 2 мг-экв/л) имеет низкую буферную емкость и может, в зависимости от значения рН и других параметров влиять на коррозионную активность водоводов (в данном случае повышать их устойчивость и работоспособность). В теплотехнике в некоторых случаях проводят специальную химподготовку воды с целью достижения оптимального и эффективного соотношения между жесткостью воды и ее коррозионной активностью.


 

Как узнать жесткость воды: определение в домашних условиях

Воду добывают из земли. Это значит, что она постоянно контактирует с различными пластами почвы, веществами и минералами. Они оказывают прямое влияние на цвет, вкус, химические и физические свойства воды. Сюда же относится и жесткость, которая является одним из наиболее важных показателей качества. Если говорить научным языком, это положительно заряженные ионы кальция и магния. Именно поэтому многие хотят узнать больше про жесткость воды, как определить в домашних условиях этот параметр, и как смягчить воду.

Зачем узнавать показатели жесткости воды

Многие считают, что очищать воду нужно только в частных домах, где устроены скважина или колодец, но и в квартирах зачастую качество оставляет желать лучшего. В городских коммуникациях изначально применяют некоторые способы очистки. Но их хватает далеко не всегда. Самое безобидное, что может произойти, – это ухудшение вкуса и цвета жидкости. Но более серьезных проблем гораздо больше. Даже грамотная настройка посудомоечной машины и подбор стирального порошка зависят от подобных показателей. Жесткая вода влияет на все, с чем соприкасается, и среди основных отрицательных последствий:

  • следы налета на сантехнике;
  • плохое качество белья после стирки;
  • поломка водонагревательного оборудования;
  • засорение коммуникаций;
  • потеря вкусовых качеств блюд и напитков, приготовленных на этой воде;
  • ухудшение состояния кожи и волос после купания;
  • нарушение работы сердца, пищеварительного тракта и другие негативные воздействия на организм человека.

Разные виды жесткости воды

Чем выше концентрация солей кальция и магния, тем более жесткая вода. Эти элементы встречаются в различных природных процессах, поэтому нет ничего удивительного, что они присутствуют в скважине, водопроводе или водоеме. Существуют 4 вида жесткости:

  • мягкая;
  • средняя;
  • жесткая;
  • сверхжесткая.

Последний вид встречается крайне редко и, как правило, только в природе. Пить такую воду категорически запрещено.

В чем измеряют жесткость

Международная система единиц считает стандартом моль/м³. Но это очень неудобная система измерений. Иногда применяют еще одну условную единицу – Ppm (пропромилле). В каждой стране свои системы, поэтому и отталкиваться нужно от тех стандартов, под которые рассчитан тот или иной прибор измерений. В России для этих целей используют собственный показатель – градус жесткости. Например, средней жесткости считается вода, у которой от 2 до 10 °Ж. Хотя накипь обычно появляется уже при 4–5 °Ж.

Как измерить жесткость воды в домашних условиях

Чтобы правильно бороться с известковыми отложениями, сначала нужно узнать степень жесткости. Можно набрать воду и отнести ее в СЭС или узнать средние показания по городу и области, которые находятся в открытом доступе. Но они могут отличаться даже у стоящих рядом зданий, поэтому полностью полагаться на такую информацию не стоит. Чтобы не терять время и не стоять в очередях, лучше провести тест самостоятельно. Это легко, быстро и доступно, а использовать можно несколько способов.

Простое кипячение. Самый легкий, но и наименее точный способ. Достаточно заглянуть внутрь чайника. Когда вода жесткая, там образуется налет. Если его не убирать, постепенно он преобразуется в рыхлые камни. Чем выше жесткость, тем быстрее развивается этот процесс. Помимо этого, можно попробовать воду на вкус. Для этого нужно кипятить ее в течение 3–5 минут. Сладкий вкус покажет, что в воде много гипса. Терпкий свидетельствует о большом количестве железа. А горький вкус указывает на изобилие магния. Но надо учитывать, что это довольно субъективный метод.

Листовой чай. Лучше даже взять крупнолистовой, но, если такого нет, подойдет и обычный, только не гранулированный. Заваривать чай нужно так же, как и всегда. При повышенной жесткости он станет мутным и темным, и завариваться будет почти в 2 раза дольше. Если подождать некоторое время, то на поверхности появится своеобразная пленка. При этом чай будет иметь неприятный привкус. Кстати, если после чая на стенках бокала остается коричневый налет, это тоже свидетельствует о высокой жесткости.

Зеркало или стекло. Достаточно капнуть водой на ровную стеклянную поверхность. Простейший способ, но придется дождаться полного высыхания. Для чистоты эксперимента лучше использовать и сырую, и кипяченую воду. Когда капли полностью высохнут, останется осадок. По нему и можно определить, насколько жесткая вода. Конечно, ни о каких точных показателях здесь речь не идет. Зато наглядно можно увидеть загрязнения. Если никаких следов на стекле не осталось, соответственно, вода мягкая.

Проверка с помощью мыла. Этот способ используют люди каждый день, хотя далеко не все обращают на него внимание. Достаточно просто помыть руки с мылом. Если оно хорошо пенится, но плохо смывается – вода мягкая. При повышенной жесткости намылить пену не так уж просто. Она в любом случае появится, но для этого потребуется время. Если есть вода с известной жесткостью, можно в нее покрошить мыло и перемешать. И одновременно сделать то же самое с тестируемым образцом. Останется только сравнить высоту пены. Где она больше, там вода мягче.

Еще вариант с хозяйственным мылом. Такой способ уже более точный, хоть и не быстрый. Он тоже дает небольшую погрешность, но зато можно измерить реальный показатель в виде градусов жесткости. Мыло лучше взять с концентрацией 72 %, хотя подойдет и 60 %. Помимо этого, потребуются дистиллированная вода, литровая банка и стакан с диаметром 6 см. Чтобы было удобнее, лучше наклеить на него линейку снизу вверх. Сначала наливают дистиллированную воду примерно на 2 см от низа стакана. Затем следует отрезать от мыла 1 г и раскрошить его. Это примерно треть чайной ложки. Чтобы мыло лучше растворилось, дистиллированную воду немного подогревают. Перемешивать нужно аккуратно, чтобы пены было как можно меньше. Когда мыло полностью растворится, следует долить еще воды. Количество зависит от концентрации мыла. Если она 72 %, доливают до отметки 7,2 см. Если же она 60 %, достаточно будет 6 см. После этого нужно взять воду, которую планируется тестировать, в объеме 0,5 л. Ее наливают в литровую банку, а затем туда же аккуратно и по частям добавляют мыльный раствор. Все это нужно активно перемешивать до тех пор, пока пена не перестанет быстро оседать. То есть станет устойчивой. Мягкая вода образует больше пены. Каждый сантиметр мыльного раствора составляет 2 °Ж. Например, если пришлось вылить 4 см раствора, чтобы появилась пена, значит, жесткость воды составляет 8 °Ж.

Тестовые полоски. Когда требуется более точный результат, можно приобрести специальные тесты для определения жесткости. Стоят они копейки, зато очень удобны. У них тоже есть погрешность, но обычно она составляет 1 °Ж. Для самостоятельного тестирования этого вполне достаточно. Полоску опускают в воду, а она меняет цвет в зависимости от количества солей. На упаковке или в инструкции находится специальная таблица, с помощью которой сравнивают результат.

Тесты для аквариума. Большинству рыб не нужна слишком мягкая вода. Именно поэтому придумали специальные тесты, которые легко определяют жесткость. Обычно они представляют собой реагент, который вступает в реакцию при соединении с солями. Нужно добавлять его по капле в мерный стаканчик, пока не появится нужный цвет. Конечно, тесты бывают разными. Некоторые используют русские стандарты, другие – немецкие, третьи – вообще международные. Но в любом случае это один из самых быстрых, точных и легких способов определения жесткости.

TDS-метр. Если есть потребность контролировать жесткость воды на постоянной основе, а проводить эксперименты с мылом нет времени, можно задуматься о приобретении TDS-метра. Этот прибор определяет количество растворенных твердых веществ в жидкости. Почти все TDS-метры измеряют показания в Ppm, которые легко можно перевести в градусы жесткости: 50 Ppm = 1 °Ж. Перед началом работы прибор нужно откалибровать. Для этого в комплекте обычно идут специальные жидкости. Чтобы начать пользоваться прибором, нужно просто включить его и опустить электроды в воду. Устройство почти сразу покажет Ppm в виде цифр. Моделей такого оборудования достаточно много, но многофункциональные TDS-метры в быту почти не встречаются. Если требуется проверить фильтрованную воду из ионообменной системы, TDS-метр может показать неправильные результаты. Ведь он учитывает общую минерализацию, а она при замене ионов остается прежней.

Важно учитывать, что точный результат проверки получить самостоятельно крайне сложно, но возможно понять – жесткая вода или нет. Для точных измерений лучше обращаться к специалистам.

Что такое жесткость воды: уровень и методы определения

Жесткость – параметр качества воды

Жесткость питьевой воды – одна из качественных характеристик воды, которое обуславливается наличием в воде солей двух щелочноземельных металлов — кальция и магния. Жесткость имеет значение для оценки качества любой используемой воды, технической, питьевой и воды, используемой для нужд промышленных предприятий с заданными характеристиками.

Наибольшее влияние на уровень жесткости воды оказывает количество катионов кальция, несколько в меньшей степени – магния. Катионы стронция, железа и марганца также оказывают влияние на жесткость воды, однако их вклад в общую жесткость воды так мало, что на практике обычно пренебрегают их значениями.

Общая жесткость определяется суммой временной и постоянной жесткостью воды.

Постоянная жесткость воды – кальциевые и магниевые соли соляной, серной, азотной кислот, т.е. сильных кислот. Такие соли жесткости в воде при кипячении не выпадают в осадок и не кристаллизуются в виде накипи.

Временная жесткость воды – показатель, наличия в воде карбонатов и гидрокарбонатов кальция и магния, которые при кипячении и показателях рН больше 8,3, практически полностью выпадают в хлопьевидный осадок, кристаллизуются в виде накипи или образуют пленку на поверхности воды.

Как соли кальция и магния попадают в природную воду, ведь вода, выпадающая в виде осадков, как и талая вода, не содержат солей?

Это происходит следующим образом: вода, напитывается солями, содержащимися в известняках, гипсах и доломитах залегающих в толщах земли.

Это основной источник этих солей. Кроме этого, выветривание горных пород, также может оказывать влияние на карбонатную жесткости воды.

Согласно методам определения жесткости воды по гидрохимии считается:

  1. 0-4 мг-экв./л – мягкая вода
  2. 4-8 мг-экв./л – средней жесткости
  3. 8-12 мг-экв./л – жесткая вода
  4. Больше 12 мг-экв./л – очень жесткая

Это касается оценки общей минерализации воды, но для питьевой воды российский СанПиН определяет предельно допустимые концентрации 0-7 мг-экв/л.

Специалисты в области фильтрации условно делят жесткость питьевой воды так:

  1. 0-1,5 мг-экв/л – мягкая вода
  2. 1,5-2 мг-экв/л – оптимальная питьевая вода
  3. 2-5 мг-экв/л – жесткая вода
  4. 5-7 мг-экв/л – сверхжесткая вода
  5. Больше 7 мг-экв./л – не питьевая вода, за пределами рекомендованных значений.

Можно разделить природную воду на поверхностную и подземную.

Поверхностная вода обычно имеет меньшую жесткость, поскольку она разбавляется в значительной степени осадками и талыми водами. Этим объясняется и факт сезонных изменений показателей общей жесткости для поверхностных вод.

Состав подземных вод более постоянен, и обычно имеет большие значения, чем у поверхностной воды, по общей жесткости.

Питьевая вода должна иметь оптимальный состав по количеству солей жесткости.

Слишком много солей – риск возникновения мочекаменной болезни, заболеваний костей, суставов. Слишком мало солей – соли вымываются из организма, кости приобретают большую ломкость, возрастает риск заболеваний суставов, сосудов.

По мнению некоторых исследователей, в регионах с пониженным уровнем жесткости воды, также возрастает риск сердечнососудистых заболеваний. Это подтверждается статистикой по странам Европы и Северной Америке, исследованиям в российских регионах с разными средними показателями по жесткости воды.

Также жесткая вода образует накипь, что приводит к уменьшению сроков службы бытовой технике, преждевременному износу водонагревательного оборудования, портит сантехническое оборудование.

Вода, уровень жесткости которой меньше двух мг-экв/л способна сильнее, чем более жесткая вода оказывать на водопроводные трубы коррозийное воздействие, поскольку имеет более низкую щелочность.

Поэтому, в ряде случаев, особенно в теплоэнергетике, иногда приходится проводить дозирование карбонатной жесткости воды с целью достижения оптимального соотношения между коррозионной активностью воды, ее водородному показателю и содержанию кальция и магния.

В настоящее время ряд специалистов, ссылающиеся на данные ВОЗ, утверждают, что имеющаяся статистика не позволяет однозначно считать мягкую и жесткую воду опасной для здоровья человека. И все же имеющиеся данные подтверждают зависимость водно-солевого баланса в организме человека от этих факторов, а отсутствие нормативной доказательной базы на уровне Всемирной Организации Здравоохранения, не причина закрывать глаза на качество питьевой воды по количественным показателям солей жесткости — солей кальция и магния.

Закажите консультацию специалиста компании Гейзер

Остались вопросы? Мы всегда готовы предоставить консультацию по всем вопросам очистки воды!

Жесткость воды, определение жесткости воды, уровень жесткости питьевой воды — компания Экодар

Жесткой воду делают две соли — кальция и магния. Именно поэтому их и называют солями жесткости. Высокое содержание данных солей свойственно практически любому источнику водоснабжения. Особенно много их в скважинах, где вода прокладывает свой путь через слои известковых пород. На глаз жесткость воды не определить, ведь ионы кальция и магния находятся в растворенном состоянии.

Определение жесткости воды

Самый простой способ — кипячение. Если в вашем чайнике после кипячение выпадает известковый налет, значит уровень жесткости воды значительно выше комфортных норм. Однако, чтобы подобрать качественное оборудование для умягчения (снижения уровня солей кальция и магния), необходимо провести точный химический анализ и с минимальной погрешностью определить необходимые показатели. В химических лабораториях жесткость воды определяется методом титрования. При этом к исходной пробе добавляется вспомогательный раствор (индикатор цвета). После этого в получившийся раствор дозируется еще один раствор до того момента, пока проба не поменяет свой цвет на необходимый. После этого при помощи формул определяется жесткость питьевой воды.

Для чего нужно определять жесткость

Жесткая вода наносит вред не только здоровью. Вот лишь несколько проблем от использования такой воды в быту:

  • Накипь в чайнике.
  • Преждевременный износ и поломка стиральной или посудомоечной машины.
  • Выход из строят пароувлажнителя.
  • Снижение эффективности работы бойлера и котла.

И, разумеется, всем знакомо чувство неприятной белесой взвеси в чае или кофе, ломкости волос и сухости кожи после душа. Все эти проблемы исчезают или сводятся к минимуму при помощи специальных устройств — бытовых фильтров — умягчителей. Чтобы правильно подобрать такое оборудование, необходимо максимально точное определение уровня жесткости.

Оборудование для умягчения

Компания Экодар предлагает вам широкий выбор бытовых фильтров-умягчителей. Наши системы могут очистить воду как во всем большом загородном доме, так и справиться с солями кальция и магния в небольшой квартире. Если в первом случае фильтры-умягчители являются частью полноценной системы водоподготовки и требуют достаточно много места, то во втором — используются бытовые обратноосмотические фильтры, которые легко помещаются на кухне под мойкой. В столешнице устанавливается отдельный кран, откуда поступает чистая и вкусная питьевая вода.

Сделать комплексный химический анализ воды и подобрать качественный фильтр-умягчитель в Москве и Санкт-Петербурге вам помогут специалисты нашей компании.


 

Читайте также:

Жесткость воды — происхождение, виды, единицы измерения

Жесткость воды – это химическое свойство, которое определяет объем имеющихся в жидкости солей магния и кальция. Эта характеристика — одна из главных при определении качества воды. Как узнать жесткость воды? Она выявляется на основе проведенных анализов по определению степени пригодности воды для употребления человеком и использования в бытовых нуждах. Чем выше содержание солей, тем жидкость более жесткая.
Знание этой важной характеристики воды сохранит здоровье, красоту и продлит работу используемой техники.

Классификация воды по жесткости

Официальная международная единица измерения, используемая в системе СИ – моль на метр кубический. В нашей стране жесткость измеряют в градусах жесткости. Но часто эта характеристика выражается в объемной доле или массовым числом.

Чаще всего используется следующая единица: мг-экв./л или миллиэквивалент на литр.

Воду классифицируют на 4 типа:

— Меньше 2 мг-экв./л – мягкая;

— От 2 до 4 мг-экв./л – нормальная;

— От 4 до 6 мг-экв./л – жесткая;

— От 6 мг-экв./л – очень жесткая.

Эта классификация называемая американской.

Влияние жесткой воды на здоровье человека и домашних животных

Какой вред приносит жесткость воды? Чем выше показатель жесткости, тем мощнее вредное воздействие.

1. Жесткая вода содействует возникновению мочекаменной болезни. Соли из воды полностью не выводятся из органов человека.

2. Вода с высоким коэффициентом жесткости сушит кожный покров из-за возникновения «мыльных шлаков». Они не позволяют мылиться моющим средствам, не растворяясь в жесткой воде. Результат – закупоривание пор, вследствие чего возможен зуд, жжение, воспаление кожи.

3. На волосах разрушается жировая пленка, имеющая естественный характер. Волосы выглядят «не живыми», возникает зуд кожи головы, перхоть, возможно чрезмерное выпадение волос.

4. Время приготовления пищи увеличивается.

5. Аналогично жесткая вода действует и на домашних питомцев: появление мочекаменной болезни, проблемы с кожей, шерстью.

Влияние жесткой воды на бытовую технику

1. Наличие солей отрицательно сказывается на отмывании грязи разного происхождения. Расход средств увеличивается.

2. На посуде, сантехнике образуются разводы, твердый налет, плохо отмываемый и способствующий разрушению поверхности предметов.

3. В электроприборах в процессе нагревания соли кристаллизируются (накипь), что способствует ускоренному выходу приборов из строя.

4. Возможно появление пятен, разводов на выстиранных вещах, потускнение цвета, рисунков. Ткань становится неэластичной, грубой.

5. Водопроводные трубы, трубы тепло коммуникаций, крупные приборы общего пользования также страдают от жесткой воды.

Определение жесткости воды

Самый точный метод определения общей жесткости воды – сдать анализы в лабораторию, например в СанЭпидемСтанцию.

Как узнать жесткость воды в домашних условиях? Можно приобрести в магазинах, где продаются кофе-машины или в зоомагазинах специальные тест-полоски. Они опускаются в воду. Цвет реагента, нанесённого на полоску, меняется.
Простой, но не точный метод состоит в следующем. При мытье рук мыло пенится быстро – вода мягкая. Если пенообразование не явное, то вода может быть жесткой.

Для устранения жесткости воды в домашних условиях можно использовать различные фильтры.

Для питья и приготовления пищи самый удобный способ – приобретение бутилированной воды, такой как «Королевская вода», отвечающая всем необходимым для потребления характеристикам.
 

Калькулятор жесткости воды — Мосводоканал

ГлавнаяНаселению

Одним из наиболее часто задаваемых вопросов жителями города Москвы является вопрос о величине жесткости питьевой воды. Это обусловлено широким распространением в быту посудомоечных и стиральных машин, для которых расчет загрузки моющих средств осуществляется исходя из фактического значения жесткости используемой воды.

Узнать значение жесткости воды по своему адресу вы можете с помощью нашего электронного сервиса «Качество воды в районах Москвы».

В России жесткость измеряют в «градусах жесткости», а мировые производители используют принятые в своих странах единицы измерения. Поэтому для удобства жителей создан «Калькулятор жесткости», с помощью которого можно перевести значения жесткости из одной системы измерения в другую, чтобы правильно настроить свою бытовую технику.

Все, что вы хотели знать про жесткость московской воды

Жесткостью называют совокупность свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей, главным образом, кальция и магния, так называемых «солей жесткости». Общая жесткость складывается из временной и постоянной. Временную жесткость можно устранить кипячением воды, что обусловлено свойством некоторых солей выпадать в осадок, образуя так называемую накипь на бытовых кухонных приборах.

Жесткость воды является характеристикой конкретного источника водоснабжения и не изменяется в процессе подготовки питьевой воды.

Согласно ГОСТ 31865-2012 «Вода. Единицы жесткости», единица измерения жесткости – градус жесткости (оЖ), величина которого соответствует 1 мг-экв./л. По рекомендации Всемирной организации здравоохранения человек получает магний и кальций в достаточном количестве при условии потребления воды жесткостью примерно 5ºЖ.

Московская водопроводная вода не нуждается в дополнительном умягчении, поскольку ее жесткость находится именно в этих пределах. Не стоит забывать, что магний и кальций – два необходимых элемента, поступающих в организм человека из воды.

 

Нормативные требования и рекомендации

Рекомендации всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) для питьевой воды: кальций – 20-80 мг/л; магний – 10-30 мг/л. Для жесткости какой-либо рекомендуемой величины не предлагается. Московская питьевая вода по данным показателям соответствует рекомендациям ВОЗ.

Российские нормативные документы (СанПиН 1.2.3685-21, СанПиН 2.1.3684-21) для питьевой воды регламентируют: кальций – норматив не установлен; магний – не более 50 мг/л; жесткость — не более 7°Ж.

Норматив физиологической полноценности бутилированной воды (СанПиН 2.1.4.1116-02): кальций – 25-130 мг/л; магний – 5-65 мг/л; жесткость – 1,5-7°Ж.

По содержанию кальция и магния бутилированная вода высшей категории ничем не лучше воды из-под крана!

В целом московская вода централизованной системы питьевого водоснабжения относится к водам средней жесткости и по фактическим значениям соответствует показателю физиологической полноценности, установленного для бутилированных вод высшей категории качества. Вода не содержит вредных для здоровья человека соединений и безопасна для потребления.

Изменяется ли жесткость воды в течение года?

Основной фактор, влияющий на величину жесткости – растворение горных пород, содержащих кальций и магний (известняки, доломиты), при прохождении через них природной воды.

Основой водоснабжения Москвы являются в поверхностные воды — водные ресурсы рек и водохранилищ. Поверхностные воды, в целом, более мягкие, чем подземные, в частности из артезианских источников.

Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая максимума в зимний период. Во всех районах города Москвы ее минимальные и максимальные значения колеблются от 1,9 до 5-5,7 градусов жесткости в зависимости от времени года. Минимальные величины жесткости типичны для периодов половодья или паводка, когда происходит интенсивное поступление в источники водоснабжения мягких талых или дождевых вод.

Можно ли пить жесткую воду?

Не стоит забывать, что магний и кальций – два необходимых элемента для организма человека. А питьевая вода является одним из ценных источников, поскольку обусловливающие жесткость воды соли кальция и магния в значительной мере поступают в наш организм вместе с водой.

Так, с питьем в организм поступает до 10-15% суточной нормы кальция — он, как известно, залог крепких костей и зубов. А магний — ключевой участник более чем 250 химических реакций в теле человека; он входит в состав всех тканей и клеток. При этом организм не может самостоятельно вырабатывать магний — для этого нужна магниесодержащая вода и пища.

Соответственно, вода не может быть абсолютно мягкой, в ней обязательно должны присутствовать соли магния и кальция. Если постоянно пить чересчур мягкую воду, организму очень скоро может потребоваться фармацевтическая поддержка — витамины, препараты.

Дополнительное умягчение московской воды не требуется для питья и приготовления еды!

Нам с Вами, как жителям средней полосы России, природа подарила оптимальный состав солей жесткости воды, которые нужны для нормальной работы нашего организма, в том числе сердечно-сосудистой системы. Этот состав природной воды из рек и водохранилищ – источников водоснабжения Москвы – сохраняется в процессе подготовки питьевой воды на станциях водоподготовки. Бесконтрольное же умягчение такой воды на бытовой установке доочистки может привести к снижению величины жесткости до слишком маленьких величин, что будет медленно, но неуклонно негативно отражаться на здоровье, и в перспективе потребует приема фармацевтических препаратов, содержащих кальций и магний.

Как настроить работу бытовой техники под жесткость воды?

Это тоже один из популярных вопросов жителей города, вызванный широким распространением в быту посудомоечных и стиральных машин, для которых расчет загрузки моющих средств осуществляется исходя из фактического значения жесткости используемой воды.

В России жесткость измеряют в «градусах жесткости», а мировые производители используют принятые в своих странах единицы измерения.

Поэтому для удобства жителей на сайте Мосводоканала и создан «Калькулятор жесткости», с помощью которого можно перевести значения жесткости из одной системы измерения в другую, чтобы правильно настроить свою бытовую технику.

Узнав на сайте Мосводоканала жесткость воды в своем доме с помощью сервиса «Качество воды в районах Москвы», вы вводите этот показатель в «Калькулятор жесткости». Выбрав требуемую единицу измерения, которая указана в инструкции для вашей техники, вы получите в результате расчета калькулятора значение, которое необходимо выставить на шкале бытового прибора для оптимального режима работы той же посудомоечной машины.

Как определить жесткость воды в домашних условиях

Слишком жесткая вода может негативно влиять на состояние здоровья человека или животных, испортить кухонную технику, быстро загрязнять систему фильтрации. Поэтому перед человеком встает задача по определению уровня жесткости воды, которую нужно быстро решать в условиях быта. Для этого требуется знать, что же представляет собой жесткая вода, в каких единицах она измеряется, какие способы можно использовать, чтобы быстро определить степень жесткость воды.

Жесткость воды: что это такое?

Жесткой вода становится при повышенном содержании в ней минеральных солей. Чаще всего это соли кальция и магния, которые и принято называть солями жесткости. Говоря о таком параметре воды, различают жесткость:

  • карбонатную или временную;
  • некарбонатную или постоянную;
  • общую.

Временная жесткость связана с гидрокарбонатами, которые прекрасно растворяются в воде. Когда вода подвергается кипячению, гидрокарбонаты разлагаются вновь на углекислый газ и карбонаты, а они в свою очередь проявляются накипью на стенках емкости.

Жесткость постоянная обусловлена наличием в жидкости хлоридов кальция и магния, сульфатов, фосфатов. Эти соли растворимы в воде, а потому не устраняются кипячением. Чтобы очистить жидкость от них, нужно использовать фильтры с обратным осмосом, ионообменной очисткой или электродиализом. Сумма значений временной и постоянной жесткостей дает общий показатель.

Когда требуется узнать жесткость воды?

Из-за жесткой воды возникает много негативных моментов:

  • образуется много накипи в чайнике и кастрюлях;
  • начинают плохо работать стиральная и посудомоечная машины, пароувлажнители, утюги с подачей пара;
  • увеличивается расход стирального порошка;
  • образуется известковый налет на мойках, ваннах, раковинах;
  • забивается кран водопроводной трубы и лейка душа;
  • снижается эффективность работы отопительных и водогрейных котлов;
  • появляется неприятный осадок в приготовленном чае или кофе;
  • плохо себя чувствуют некоторые аквариумные рыбки и растения.

Для человека слишком жесткая вода приносит вред в виде ломкости волос, «стягивания» кожи после водных процедур, развития мочекаменной болезни. Важно знать уровень жесткости воды, чтобы правильно программировать кофемашину на чистку, рассчитывать дозировку веществ от накипи для посудомоечной и стиральной машин, уберечь аквариумных рыбок от вымирания. Не менее важно определять степень жесткости воды, чтобы подобрать соответствующую систему фильтрации, которая не только очистит жидкость, но и убережет посуду от накипи.

В чем измеряется жесткость воды?

Показатель жесткости измеряется присутствием в воде ионов кальция и магния в определенном количестве. Согласно международной системе единиц, для измерения жесткости предусмотрены моли на метр кубический. На практике же в нашей стране используются такие единицы измерения: градус жесткости (ºЖ) и миллиграмм-эквиваленты на литр (мг-экв/л). 1мг-экв/л означает, что в 1 литре воды содержится 20,04мг кальция и 12,16мг магния. 1ºЖ = 1мг-экв/л.

По количеству содержания солей вода делится на:

  • очень мягкую – до 1,5 мг-экв/л;
  • мягкую – 1,5-4 мг-экв/л;
  • средней жесткости – 4-8 мг-экв/л;
  • жесткую – 8-12 мг-экв/л;
  • очень жесткую – более 12 мг-экв/л.

Оптимально уровень жесткости для различного использования воды должен составлять 1-2 мг-экв/л. Водопроводная вода может иметь уровень жесткости в пределах 1,5-5 мг-экв/л, что обычно не требует применения специальных мер по корректировке этого показателя. Более жесткая вода обычно бывает в индивидуальных скважинах. Такая вода требует тщательной очистки и умягчения. По санитарным нормам жесткость питьевой воды из централизованного источника водоснабжения должна быть не более 7 мг-экв/л.

Как быстро и качественно определить уровень жесткости воды?

Чтобы точно узнать, насколько качественная вода течет из вашего крана, лучше отдать образец на анализ в специализированную лабораторию. В АНО «Испытательный центр «НОРТЕСТ» можно заказать анализ воды из любого источника. Наши специалисты проведут проверку воды на качественную и количественную составляющую, определят концентрацию солей жесткости, уровень железа, нитратов и прочих вредных веществ, которые могут содержаться в питьевой воде. Особенно стоит заказать анализ воды для проверки на жесткость тогда, когда необходимо подобрать систему фильтрации для загородного коттеджа.

Как примерно оценить уровень жесткости воды?

Чтобы получить некоторое представление о жесткости воды, можно обратиться к статистическим данным, которые отражают среднюю жесткость по определенному населенному пункту. Такой вариант можно использовать применительно как к городскому водопроводу, так и к индивидуальным скважинам, у которых нужно обязательно еще учитывать глубину.

Ообычно, водопроводная вода в городе имеет жесткость до 7 мг-экв/л, так как если этот показатель будет выше, то накипь быстро забивает трубы горячей воды. Такой вариант определения уровня жесткости весьма простой, но неточный, так как в городах может быть несколько источников воды, а скважинная вода может отличаться от дома к дому в широких пределах.

Подробная информация об услуге в разделеАнализ воды

Какие способы определения степени жесткости применяются в быту?

Если нет возможности отправить образец воды на анализ, можно самостоятельно попытаться определить, жесткая ли вода поступает из водопроводного крана. Для этого подойдут следующие способы:

  1. Обратить внимание на накипь в чайнике. Если после кипячения воды на стенках чайника образуется накипь, а со временем ее становится все больше, то это говорит о том, что количество солей кальция и магния явно превышено, следовательно, вода жесткая.
  2. Провести такой опыт: на стекло нанести несколько капель дождевой, кипяченой и некипяченой водопроводной воды. Когда капли высохнут, можно сделать вывод о жесткости. Дождевая вода очень мягкая, так как практически не содержит соли кальция и магния. Осадок после испарения некипяченой воды даст представление об общей жесткости, а осадок, полученный после испарения кипяченой воды, позволит сделать вывод о временной жесткости. Если после испарения воды на стекле не остается никаких пятен, то вода чистая и ближе к мягкой.
  3. Использовать для оценки уровня жесткости мыло. Известно, что в жесткой воде мыло плохо пенится. Если намыливать руки, смочив их в воде, не получается достичь пены, то вода очень жесткая. Если пена появляется легко, то вода считается не очень жесткой. Когда образовалась хорошая пена, но она не смывается водой, то считается, что вода мягкая. Для определения уровня жесткости при помощи мыла можно приобрести специальную тестовую воду, на упаковке которой будет указана степень жесткости. К примеру, можно купить мягкую и сильно жесткую воду, взяв для испытания еще и воду из-под крана. В эти жидкости надо будет поместить небольшое количество мыла и вспенить. Затем посмотреть на образовавшуюся пену и замерить ее высоту в сантиметрах. Например, высота пены в мягкой воде при жесткости 1 мг-экв/л составит 10см, в жесткой воде при жесткости 15 мг-экв/л – 1см, а в вашем образце – 5см, то жесткость после вычислений составит примерно 8 мг-экв/л. Но это лишь примерное вычисление, которое даст общее представление об уровне жесткости воды, которая течет из водопровода.
  4. Провести еще один опыт с использованием мыла и теплой воды. Для него понадобится дистиллированная вода, хозяйственное мыло, весы, линейка, цилиндрический стакан, прозрачная литровая банка. Для выполнения опыта нужно отмерить 1г мыла и измельчить его, после чего сложить в стакан. Нагреть дистиллированную воду, но не кипятить, после чего ее нужно аккуратно перелить в стакан с мыльными стружками. Мыло будет растворяться. Затем в стакан требуется долить еще дистиллированной воды. Если используется мыло 60%, то доливать нужно до общей высоты жидкости в 6см, а если 72% – то до 7см. В каждом сантиметровом слое раствора получается количество мыла, которое достаточно для связывания в одном литре воды всех солей жесткости, если их концентрация составляет 1°dH (перевести градус в мг-экв/л можно по специальной таблице). После этих действий в банку нужно налить 0,5л воды из-под крана. Далее переливать раствор с мылом из стакана в банку, помешивая, пока в банке не станет видно белую пену. Ее появление укажет на то, что мыло связало соли кальция и магния. После этого нужно замерить высоту мыльного раствора, оставшегося в стакане, и вычесть из высоты, которая была исходной. Каждый сантиметр отправленного в банку раствора связал в 0,5л водопроводной воды соли жесткости, количество которых соответствует 2°dH. Если в банку было вылито 2см мыла, и в воде возникла пена, то жесткость обследуемой воды равна 4°dH. Приблизительно это составит 1,5 мг-экв/л.
  5. Определять уровень жесткости воды по вкусовым свойствам. Присутствующие в воде соли жесткости меняют ее вкус. Мягкая и жесткая вода сильно отличаются на вкус. Поэтому можно всей семьей провести дома опыт, изучая вкусовые характеристики воды разной степени жесткости. Для этого нужно приобрести в магазине мягкую и жесткую воду. Затем налить для дегустации в стакан приобретенную воду и взятую из-под крана. Такой вариант поможет примерно определить, к какому именно варианту ближе домашняя вода – к жесткой или мягкой воде, которая была куплена в магазине.
  6. Определить степень жесткости при помощи реагентов, приобрести которые можно в магазинах, предлагающих товары для аквариумов. В зависимости от производителя тесты при помощи реагентов несколько отличаются, но в общем надо действовать по одной схеме. Необходимо сначала налить в емкость воду в нужном количестве, добавить определенное количество раствора 1 и раствора 2, добавлять капли раствора 3 до тех пор, пока не изменится окраска с красноватого на фиолетовый. Далее потребуется подсчитать количество капель и по формуле узнать жесткость воды. В качестве реагентов могут выступать тест-полоски для определения жесткости. Чтобы узнать уровень жесткости надо нанести на бумагу реагент, который сменит воду при контакте с водой. Полоску нужно опустить в воду и следить за интенсивностью ее окрашивания, что будет связано с концентрацией веществ в жидкости. Такой способ имеет низкую точность, так как сложно интерпретировать результаты, определяя «на глаз» интенсивность окрашивания воды.

Зачастую для того, чтобы узнать уровень жесткости, применяется TDS-метр – прибор, измеряющий электропроводность воды. Но на данный показатель оказывает влияние не только наличие солей кальция и магния, но и другие параметры, что может вызвать некоторые затруднения в измерении уровня жесткости воды. Поэтому использовать этот прибор лучше профессионалам, которые смогут дать верный ответ относительно степени жесткости водопроводной воды в вашем доме.

Жесткость — обзор | ScienceDirect Topics

Удельная жесткость на излом

Удельная жесткость на излом часто используется для характеристики трещины или соединения, поскольку она тесно связана с состоянием или состоянием геометрии полости трещины. Шов состоит из двух шероховатых поверхностей, которые при воздействии напряжения вступают в контакт и деформируют скелет горной породы и контактирующие неровности, которые влияют на размер и форму пустот, через которые течет жидкость.Эта изменяющаяся топология трещины играет фундаментальную роль в прогнозировании закрытия сустава и влияет на механическую и гидравлическую реакцию сустава (Браун, 1987; Браун и Шольц, 1985; Циммерман и др., 1991; Петрович и др., 2013).

Удельная жесткость на излом была введена Гудманом (Goodman et al., 1968) в качестве эффективного параметра для получения и получения количественного значения сложной топологии соединения без проведения подробного анализа геометрии трещины, такого как измерение шероховатости поверхности, площади контакта и распределения апертуры (пространственное и вероятностное).В этом эмпирическом подходе образец излома подвергается нагрузке, перпендикулярной плоскости излома, в то время как смещения выполняются поперек трещины и по равной длине неповрежденного материала. Закрытие сустава принимается за разницу между этими двумя измерениями.

Теоретические и численные исследования закрытия суставов показали, что на смещение сустава или трещины влияет деформация неровностей, деформация полупространств, представляющих собой «стенки» или «матрицу», содержащую трещину, и взаимодействие неровностей (Hopkins , 1991).Рис. 14.1 иллюстрирует вклад деформации матрицы и неровностей в соотношение смещения и напряжения, а также взаимодействие неровностей на простом примере из ссылки (Hopkins, 1991). В этом примере зависимость смещения от напряжения показана для двух неровностей при нормальной нагрузке (т. е. нагрузки, перпендикулярной плоскости перелома) только с одной неровностью, изначально находящейся в контакте (рис. 14.1A). Ось напряжения дана в логарифмической шкале, чтобы дать представление о деталях кривой смещения-напряжения (рис.14.1Д). На рис. 14.1Е также показано изменение площади контакта с увеличением напряжения. По мере увеличения нагрузки на излом (рис. 14.1А и Б) начальная контактная неровность укорачивается по длине, внося небольшой вклад в деформацию, а стенки матрицы деформируются, влияя на геометрию полости и вызывая деформацию второй неровности. Поскольку напряжение продолжает увеличиваться (рис. 14.1B и C), деформация матрицы преобладает над смещением, и площадь контакта очень мало изменяется.Деформация матрицы приводит к большим отверстиям, непосредственно примыкающим к неровностям (рис. 14.1C). После того, как вторая неровность входит в контакт, площадь контакта сначала быстро увеличивается с напряжением, но смещение начинает приближаться к асимптоте. Асимптотический подход возникает из-за того, что несколько оставшихся пустот с высоким соотношением сторон, которые образовались вокруг неровностей, трудно закрыть с увеличением напряжения (рис. 14.1D).

Рисунок 14.1. Деформация двухнеровного излома (А) сначала без нагрузки, а затем при напряжениях (Б) 0.006 МПа, (C) 0,05 МПа и (D) 3 МПа. (E) Смещение (слева по оси y ) и площадь контакта (справа по оси y ) как функция напряжения, иллюстрирующая вклад в деформацию площади контакта, апертуры и деформации матрицы.

На вероятностных распределениях раскрытия трещин Хопкинс (1991) численно показал, что деформация неровностей при нормальной нагрузке составляет только 5–10% от общей деформации трещины. Деформация полупространств (стенок трещины или скелета горной породы) существенно влияет на объем пустоты, а взаимодействие неровностей влияет на то, когда неровность вступит в контакт с другой поверхностью трещины.Таким образом, деформация пустотного пространства, увеличение числа контактов и свойства материала неровностей и породы влияют на смещение трещины и, следовательно, на удельную жесткость трещины.

Как уже упоминалось, удельная жесткость на излом определяется на основе экспериментальных измерений путем определения разницы в смещении, измеренном поперек трещины, по сравнению со смещением, измеренным на равной длине неповрежденной области. Эта разница является избыточным смещением, вызванным деформацией пустот и неровностей.Удельная жесткость на излом определяется по обратному наклону касательной кривой смещение-напряжение трещины. На рис. 14.2 показана зависимость удельной жесткости при нормальном разрушении от напряжения, рассчитанная по измерениям смещения одиночных трещин в 13 различных образцах гранита для различных размеров образцов (Pyrak-Nolte and Morris, 2000). Из этих лабораторных данных видно, что удельная жесткость нормального разрушения изменяется нелинейно с напряжением и имеет тенденцию к асимптоте к постоянному значению при высоком напряжении, а трещины с большими размерами имеют тенденцию быть более податливыми (более низкая жесткость).Нелинейность связана с нелинейностью кривых смещения напряжение-разрушение, которая является результатом увеличения количества неровностей, вступающих в контакт с возрастающим напряжением (Hopkins, 1991). Асимптотический подход к постоянной жесткости при высоком напряжении имеет место, когда площадь контакта больше не меняется с увеличением напряжения, хотя все еще может существовать значительное пустое пространство, которое может компенсировать деформации (Кук, 1992). Следует отметить, что если к трещине будет приложено дополнительное значительное напряжение, возникнет другая точка перегиба, поскольку жесткость будет продолжать увеличиваться, и необходимо будет учитывать влияние пластической деформации или другого неупругого поведения.Уменьшение удельной жесткости трещины с увеличением длины трещины происходит из-за вероятности того, что образцы большего размера сохранят наличие больших отверстий. Например, на рис. 14.1А, если бы ядро ​​этой трещины было взято только через пустую область слева (рис. 14.1А), не было бы неровностей, поддерживающих устье, и две поверхности трещины были бы в контакте. , что обеспечивает более высокую нормальную удельную жесткость трещины по сравнению со всей трещиной (Morris, 2012).

Рисунок 14.2. Удельная жесткость на излом как функция нормального напряжения.

Источник: Morris, J.P., 2012. Численное исследование масштабирования жесткости разрушения. Материалы симпозиума Американской ассоциации механиков горных пород, 24–27 июня, Чикаго, Иллинойс, США.

Трещины имеют удельную жесткость при сдвиге, связанную со сдвиговой деформацией пустот и изменениями контактов, вызванными напряжениями, параллельными плоскости трещины. В то время как нормальная удельная жесткость трещины легко измеряется в лаборатории с использованием подхода, описанного выше, определение жесткости трещины при сдвиге по измерениям смещения осложняется необходимостью определения шкалы длины для измерений смещения по скелету породы и трещине.Альтернативный метод оценки нормальной жесткости и жесткости на сдвиг в лаборатории или в полевых условиях основан на скорости и затухании прошедших/отраженных сейсмических волн (Pyrak-Nolte et al., 1990b; Lubbe et al., 2008). (Подробности об этом подходе приведены далее в этой главе, и читатель также отсылается к Pyrak-Nolte et al., 1990b; Choi et al., 2014). тенденции с изменением напряжения, но различаются по величине.Например, на рис. 14.3 показаны нормальная жесткость и жесткость на сдвиг (Pyrak-Nolte et al., 1990b) для одиночной трещины в кварцевом монцоните в зависимости от нормального напряжения. Оба значения жесткости увеличиваются с увеличением напряжения до 20 МПа, а затем приближаются к асимптоте. Изменения нормальной и сдвиговой жесткости тесно связаны через деформированную геометрию трещины. Отношение сдвиговой жесткости к нормальной жесткости зависит от условий нагружения (одноосное, двухосное или смешанное), отношения приложенного нормального к сдвиговому напряжению и шероховатости поверхностей разрушения (Choi et al., 2014). В этой главе основное внимание уделяется взаимосвязи между удельной жесткостью нормальной трещины, потоком жидкости и передачей сейсмических волн.

Рисунок 14.3. Удельная жесткость при нормальном и сдвиговом разрушении в зависимости от нормального напряжения по измерениям передачи продольных и сдвиговых волн через одиночную трещину.

Источник: На основе данных Pyrak-Nolte, L.J., Myer, L.R., Cook, N.G.W., 1990b. Передача сейсмических волн через естественные трещины. Дж. Геофиз. Рез. 95 (В6), 8617–8638.

В недрах трещины будут открываться и закрываться в ответ на изменения напряжения, изменения давления и изменения геохимических процессов. Очень мало экспериментальных исследований изучало влияние осаждения минералов на геометрию трещины (Noiriel et al., 2011) или на удельную жесткость трещины. Тем не менее, были проведены существенные исследования влияния геохимических реакций/взаимодействий на геометрию трещин в условиях окружающей среды (Szymczak and Ladd, 2004) и стрессовых условиях (Elkhoury et al., 2013; Амели и др., 2014). Во время реактивного течения эксперименты показали, что изменение шероховатости поверхности трещины, площади контакта и отверстий трещины (т. е. геометрии пустот) зависит от скоростей реактивного переноса и локальной скорости реакции для трещины без нагрузки или под нагрузкой (Noiriel et al., 2011; Szymczak and Ladd, 2004; Elkhoury et al., 2013; Ameli et al., 2014). Эти исследования показали, что химическое растворение может происходить, а может и не происходить равномерно по всей трещине, что приводит к ряду характеристик от гомогенизации геометрии пути потока до сильного образования каналов.

определение жесткости по The Free Dictionary

Взгляд суровый или даже суровый, своего рода чопорность, которая у низших была гордыней, у высших — притворством высшей добродетели; угрюмое выражение лица во всех случаях, даже когда смотришь на себя в зеркало в одиночестве, — такова внешность этого лица. Он пел не как обученный певец, который знает, что его слушают, а как птицы, отдавались звукам так, как потягиваются или ходят, чтобы избавиться от скованности, и звуки всегда были высокие, заунывные, нежные и почти женские, и лицо его в такие минуты было очень серьезным.Затем я подбросил его вверх и вниз несколько раз, чтобы избавиться от ноющей скованности в шее. Бингли никогда в жизни не встречал более приятных людей или более красивых девушек; все были очень добры и внимательны к нему; не было никакой формальности, никакой скованности; он скоро почувствовал себя знакомым со всей комнатой; а что касается мисс Беннет, то он не мог представить себе более прекрасного ангела. Я хотел бы увидеть галерею коронационных красавиц в Вестминстерском аббатстве, противостоящую на мгновение этой группе островитянок; их чопорность, формальность и жеманство контрастировали с бесхитростной живостью и неприкрытой природной грацией этих диких девиц.— сказал Сабин с некоторой натянутостью. «Графиня — мой очень близкий друг, и вы должны простить меня, если я скажу, что предпочитаю больше не обсуждать ее». Вся жесткость и блеск исчезли с его прекрасного мехового пальто. Мадам Ратиньоль умоляла Робера сопровождать ее до дома; она жаловалась на судороги в конечностях и скованность суставов. Был обильный ужин, и присутствие молодых людей лишило его всякой возможной скованности. Тетя Джейн помогла убрать со стола и убрать еду, пока Миранда развлекалась в гостиной; но Ребекка и младенец Берчи мыли посуду и устраивали грандиозный праздник на кухне, причиняя лишь пустяковый ущерб — разбив чашку и тарелку, которые были треснуты до этого, вылили серебряную ложку с водой для мытья посуды через заднюю дверь (поступок, который никогда не разрешено в кирпичном доме) и выбрасывание кофейной гущи в раковину.— Сеньор Флорисмарт здесь? сказал викарий; «тогда, по моему убеждению, он должен поселиться во дворе, несмотря на свое чудесное происхождение и дальновидные приключения, ибо жесткость и сухость его стиля ничего другого не заслуживают; во двор с ним и другой, хозяйкой экономкой». В движениях его тела была видна некоторая скованность, как будто он бесконечно старался не возбудить страсти в своих ранах. По короткому платью Джози было видно, что она действительно очень молода, заставила его смутиться, как всегда, когда его официально знакомят с маленькими девочками, и он стоял, сосал большой палец, и она тоже, но вскоре скованность прошла, и они вместе сели на диван, взявшись за руки.

Жесткость и прочность: различия и ключевые факторы, на которые следует обратить внимание

Прочность и жесткость материала являются двумя важными свойствами, которые необходимо понимать при оценке продукции. Они играют главную роль в определении применения материалов для различных целей. Для некоторых применений требуются продукты, которые должны быть прочными и устойчивыми к изгибу. Такие изделия также должны уметь распределять нагрузку по необходимой площади.

Часто люди путают эти свойства за одно и то же.Многие люди также путают оба понятия с твердостью материалов. Однако между ними существует ряд различий. Поэтому очень важно понимать эти различия при выборе материала для различных целей.

В этой статье объясняется разница между прочностью и жесткостью и их техническими свойствами. В нем также содержатся советы по созданию идеальных конструкций с использованием жестких и прочных материалов. Давайте погрузимся прямо в!

Жесткость и прочность

Жесткость и прочность тесно связаны.Таким образом, они легко путают термины, когда дело доходит до инженерии. Их использование в обычной речи мешает большинству людей понять их различие. Это также затрудняет их соответствующую классификацию. Хотя оба они подразумевают чувство сопротивления, жесткость отличается от силы довольно многими способами.

Что такое сила?

Прочность — это мера нагрузки, которую материал может выдержать без разрушения. Это способность материала выдерживать максимальную нагрузку до того, как он сломается или окончательно деформируется.

Когда материал деформируется, он меняет форму в ответ на приложенную силу. Следовательно, прочность относится к способности материала воспринимать силу без разрушения.

Это общая мера способности материала выдерживать приложенную к нему нагрузку до достижения точки остаточной деформации. Инженеры часто связывают значение, известное как предел текучести «σy», с прочностью. Это помогает установить разницу между прочностью и жесткостью. Прочность материала определяется его химическим составом и термической обработкой.

Типы прочности

Существуют различные типы и меры прочности, которые необходимо проверять при оценке материалов. К ним относятся следующие:

Прочность на растяжение

Это максимальное растяжение или растяжение, которое может выдержать материал, прежде чем он станет необратимо поврежденным. Прочность на растяжение, по сути, является мерой того, насколько материал может сопротивляться. Это полезная точка отсчета того, как детали будут работать в приложениях.

Существует три основных типа прочности на растяжение, в том числе:

  • Предел текучести. Это точка, в которой материал начинает пластически деформироваться.
  • Предельная прочность на растяжение. Это предельное или максимальное напряжение, которому материал может противостоять без разрушения.
  • Прочность на разрыв. Описывает координату прочности на кривой зависимости прочности от деформации в точке разрушения.
Ударная вязкость

Ударная вязкость является мерой количества удара или приложенной силы, которую материал может выдержать до деформации.Нагрузка, вызывающая удар, и предел прочности материала выражаются в виде энергии. Таким образом, ударная вязкость измеряет уровень энергии, которую материал может выдержать, прежде чем он деформируется.

Прочность на сжатие

Как следует из названия, прочность на сжатие — это максимальный уровень сжатия или давления, который может выдержать материал. Измеряется с помощью универсальной испытательной машины. Эта машина прикладывает большую нагрузку к материалу.

Предел текучести в сравнении с предельной прочностью

Как следует из названия, предел текучести — это максимальная нагрузка, которую может выдержать материал, прежде чем он начнет поддаваться деформации и необратимо деформироваться.В этот момент материал деформируется при приложении наибольшей силы для достижения предела текучести.

С другой стороны, предел прочности при растяжении относится к максимальному напряжению, которое материал может выдержать при растяжении. Предел прочности на растяжение – это максимальное сопротивление материала приложенной силе. Это часто приводит к постоянному удлинению или растяжению материала.

Однако и предел текучести, и предел прочности при растяжении являются показателями способности материала сопротивляться деформации.

Что такое жесткость материала?

Жесткость материала – это мера способности материала возвращаться в свою первоначальную форму после воздействия внешней силы. Это относится к способности материала противостоять внешним силам и при этом возвращаться к своей первоначальной форме.

Эти силы включают изгиб, растяжение и другие формы деформации. Его также можно назвать жесткостью материала. Это его способность сопротивляться деформации. Жесткость тесно связана с упругими или гибкими материалами.Чем гибче материал, тем меньше жесткость.

В общем, жесткость является общей мерой величины отклонения, вызванного нагрузкой на материал. Инженеры часто связывают значение, известное как модуль Юнга «Е», для жесткости.

Знание свойств материалов важно для проектирования деталей. Если вам нужны предложения по выбору материала для создания высококачественных деталей, RapidDirect — ваш лучший партнер.

Загрузите свои файлы и начните работу с RapidDirect уже сегодня!

Взаимосвязь между жесткостью и прочностью

Когда речь идет о жесткости и жесткостисила, легко спутать вещи. Часто кажется логичным, что если материал жесткий, он достаточно прочен, чтобы выдерживать силу и выдерживать нагрузки, не ломаясь. Однако это не так, поскольку «сильнее» не обязательно означает «жестче».

Прочность материала и его свойства жесткости не связаны напрямую. Это становится очевидным, когда эти материалы с различной жесткостью и прочностными свойствами подвергаются воздействию внешних сил. Свойства жесткого материала могут позволить ему вернуться к своей первоначальной форме после того, как он принял несколько форм, чтобы принять силу.

С другой стороны, прочный материал не меняет своей формы. Он либо сопротивляется силе, либо постоянно деформируется, если сила превышает его предел прочности на растяжение. Это может сбить с толку простую логику, потому что устойчивость к физической деформации является ключевой частью определения как прочности, так и жесткости. Однако материал может легко сломаться, если он имеет низкую прочность. Если у него низкая жесткость, он может отклонять большую нагрузку.

В чем разница между прочностью и жесткостью материала?

Прочность и жесткость — это два физических свойства материала.Одно из основных различий между ними заключается в том, что жесткость — это способность объекта выдерживать нагрузку без разрушения. С другой стороны, прочность — это способность объекта сопротивляться деформации при приложении напряжения.

Прочность измеряет напряжение или силу, прикладываемую к материалу до того, как он сломается (предел прочности) или необратимо деформируется (предел текучести). Однако жесткость материала определяет, как материал изгибается, чтобы противостоять приложенной силе, возвращаясь к своей первоначальной форме после снятия силы.

Прочный материал с меньшей жесткостью сломается, если приложенная сила превысит предел прочности при растяжении. Прочный материал не меняет своей формы. Если приложенная сила превышает его прочность, он просто ломается, полностью теряя первоначальную форму.

Однако жесткий материал с меньшей прочностью будет прогибаться. Прогиб помогает ему приспособиться к действующей на него силе. Поэтому он может вернуться к своей первоначальной форме после прекращения действия силы.

Передовой опыт проектирования на прочность и жесткость

Жесткость и жесткостьпрочность представляет собой важную тему для рассмотрения в производстве. Вот четыре передовых метода, которые следует соблюдать до и во время процесса проектирования.

1. Расчет ожидаемого напряжения на каждом материале

Чтобы определить, где могут возникнуть отклонения, необходимо определить ожидаемую силу, которая будет воздействовать на каждый материал. Важно знать, как проверить жесткость материала. Вы можете сделать это, измерив, как предполагаемая конструкция реагирует на различные силы.Чтобы изучить это, вы можете использовать методы инструментирования для прогнозирования поведения модели и анализа полученных данных. Кроме того, вы должны отметить переменные ползучести и усталости в альтернативных системах, связанных с окружающей средой, которой будет подвергаться материал.

2. Проведите испытания ряда материалов перед выбором

Материалы с известными механическими свойствами следует использовать для испытаний на прочность или жесткость при воздействии внешней силы. Такие материалы, как керамика, хрупкие.Они не проявляют никакой деформации перед разрушением. При приложении силы они быстро ломаются и необратимо деформируются. С другой стороны, металлы обладают пластичными и хрупкими свойствами. Если они пластичны, то перед разрушением они проявляют пластическую деформацию. Хрупкие альтернативы необратимо деформируются при приложении силы за пределом их предела текучести

3. Определите важные факторы в начале проектирования

Важно определить факторы и компоненты, которые будут наиболее важными для вашего проекта.К таким факторам могут относиться равномерная и ударная нагрузки, а также постоянные и сосредоточенные нагрузки. Это особенно важно на начальном этапе проектирования при разработке проекта с помощью программного обеспечения САПР. Это поможет вам создать графическое представление этих компонентов с помощью моделирования блок-схем и графиков связей. Поэтому у вас будет намек на требуемую жесткость и прочность.

4. Подтверждение функциональности проекта перед созданием прототипа

Вы можете проконсультироваться с инженерами для проверки вашего проекта.Они помогут вам провести технический анализ вашего проекта и при необходимости предоставить обзоры. Воспользуйтесь преимуществами анализа FEA, чтобы оптимизировать геометрию вашего проекта. Затем перед созданием прототипа убедитесь, что численные результаты синхронизированы.

Заключение

Важно понимать роль прочности и жесткости материала в принятии основополагающих решений. Они являются очень важными факторами в производстве высококачественной продукции. Это связано с тем, что производство зависит от реакции материалов на приложенную силу или нагрузку.

Самый надежный способ понять разницу между прочностью и жесткостью — это работать с надежной компанией. В RapidDirect мы понимаем взаимодействие между различными конструкциями продуктов и материалами. Мы также понимаем, как эти материалы взаимодействуют с землей, а также с нагрузками на оборудование.

Поэтому мы готовы использовать наши знания и опыт, чтобы помочь вам в производстве ваших материалов. RapidDirect поможет вам от выбора и покупки материалов до прототипирования и производства продукции.Мы предлагаем сертификаты материалов, сертификацию ISO 9001:2015 и надежную проверку качества. Все это и многое другое доступно по конкурентоспособной цене.

Жесткость, прочность и твердость в производстве металлов

Кажется, существует некоторая путаница в отношении разницы между прочностью и жесткостью в металле. В конце концов, разве сильный металл не жесткий, а жесткий металл не сильный?

Несмотря на то, что между прочностью и жесткостью металла часто существует взаимосвязь, для производственных целей эти два термина действительно должны быть четко разделены.

Почему?

Чтобы ответить на этот вопрос, вот несколько различий в значениях между жесткостью и прочностью металлических форм:

Определение жесткости

Жесткость — это жесткость любого объекта или материала. Объекты с высокой жесткостью будут сопротивляться изменению формы при воздействии на них физической силы.

Например, рыхлая, влажная глина имеет низкую жесткость и меняет форму при давлении всего в несколько фунтов. Жесткость алюминия значительно выше, чем у влажной глины.Для сравнения, стальные сплавы обладают очень высокой жесткостью, что позволяет им выдерживать давление в тысячи фунтов на квадратный дюйм (PSI) без деформации поверхности металла.

Способность выдерживать давление, не сгибаясь, звучит так, как будто ее следует использовать в качестве основы прочности металлического предмета, такого как проволочная корзина, но это не так.

Это тоже не зря.

Жесткость зависит от модуля упругости, также известного как модуль Юнга. В то время как прочность может варьироваться от марки к марке, модуль Юнга постоянен для любого данного металла и не зависит от внешних стрессовых факторов, таких как термическая обработка, обработка или холодная обработка.

Проще говоря, когда речь идет о соотношении прочности и жесткости, прочность металла может меняться по всему объекту, но его жесткость остается постоянной.

Определение силы

Механическая прочность может быть определена как мера напряжения, которое может быть приложено к материалу до того, как он окончательно деформируется или сломается. Это может сбить с толку, потому что устойчивость к физической деформации является ключевой частью определения прочности и жесткости .

Одно из ключевых отличий заключается в использовании слова «постоянный».Прочный материал может согнуться от силы, которая ниже его максимального предела текучести, но он вернется к своей первоначальной форме, как только эта сила будет устранена. Это означает, что прочный материал может сгибаться, не ломаясь, и возвращаться к своей нормальной форме.

Еще одно ключевое отличие заключается в том, что прочность материала зависит от его химического состава и любых термообработок, которым он подвергается при изменении размера или формы. Проще говоря, прочность металла может варьироваться в зависимости от процессов, которым подвергался металл.

Определение твердости

В то время как первые два свойства определялись величиной напряжения или силы, которую металл может выдержать до физического воздействия, твердость измеряет сопротивление металла деформации поверхности. Как правило, это относится к локализованной области поверхности.

Например, если вы ударите молотком по поверхности куска дерева, вы обнаружите вмятину или отпечаток места удара. Это показатель твердости древесины.На противоположном конце спектра, если вы проделали то же самое с толстой стальной балкой и на поверхности не было визуальной деформации, вы могли бы сказать, что балка намного тверже дерева.

В чем разница для моих материалов?

Как указывалось ранее, между прочностью, твердостью и жесткостью часто существует сильная корреляция. Но разница может быть существенной, особенно при производстве металлических материалов, которые будут подвергаться воздействию различных внешних сил.

Например, чрезвычайно жесткий материал также может быть очень хрупким, склонным к разрушению, как только его порог давления будет превышен. С другой стороны, прочные материалы имеют тенденцию изгибаться до того, как они сломаются, и отскакивают после снятия нагрузки, если указанная нагрузка не превышает предела текучести материала. И, в зависимости от твердости материала, независимо от прочности или жесткости, он может быть поврежден или не поврежден ударом другого объекта.

Поэтому, когда вы спрашиваете, насколько прочны изделия производителей нестандартных металлических форм, убедитесь, что они знают разницу между прочностью, жесткостью и твердостью.

Позвольте Marlin Steel управлять вашим производством металлов

Нужны металлические изделия, отвечающие вашим требованиям по прочности, твердости или жесткости? Команда экспертов Marlin Steel имеет большой опыт работы с широким спектром материалов, таких как обычная, нержавеющая, оцинкованная сталь, алюминий, титан и множество других сплавов, которые различаются по составу. Узнайте больше о том, как Marlin может помочь вам определить, что вам нужно в ваших металлических изделиях, а затем произвести это для вас уже сегодня!

Обновление основ инженерии: Сила vs.Жесткость и твердость

Время чтения: 5 мин.

Понимание механических свойств прочности, жесткости и твердости является основополагающим в машиностроении, однако эти свойства часто можно спутать. Эти свойства связаны между собой, но между ними есть очень важные различия:

  • Жесткость — это показатель тенденции элемента возвращаться в свою первоначальную форму после воздействия силы.
  • Прочность  измеряет, какое усилие может быть приложено к элементу до того, как он необратимо деформируется или сломается.
  • Твердость измеряет сопротивление материала деформации поверхности. Для некоторых металлов, таких как сталь, твердость и предел прочности при растяжении примерно пропорциональны (см. ASTM A 370-68 Steel Tables).

В этой статье мы обновляем основы, рассматривая некоторые распространенные ошибки при определении между механической прочностью, жесткостью и твердостью, технические различия между тремя и их значение при выборе материалов для продукта. разработка.

Распространенные ошибки: прочность, жесткость и твердость

Очень легко спутать разницу между прочностью и жесткостью. Если материал жесткий, то он должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать большую нагрузку, верно? Следовательно, разве сила и жесткость не одно и то же? Ответ – решительное нет! Материал может быть прочным и эластичным или прочным и жестким (см. раздел «Осевая нагрузка на прямой элемент»), но прочность и жесткость — это два разных качества.

Давайте разберемся.

Поскольку и жесткость, и прочность связаны с модулем упругости материала (модулем Юнга), легко найти значение в справочном справочнике по свойствам материала и определить прочность и/или жесткость данного материала. Модуль упругости измеряет жесткость материала, но прочность зависит от модуля. И прочность на растяжение, и твердость являются показателями сопротивления металла пластической деформации.

Кривая напряжение-деформация (рис. 1) выше является хорошим способом наглядно продемонстрировать это.Отношение напряжения к деформации есть модуль упругости — жесткость, но напряжение, и только напряжение, определяет прочность материала. Помните, что прочность измеряет, какое напряжение материал может выдержать до того, как произойдет остаточная деформация или разрушение, тогда как жесткость измеряет сопротивление упругой деформации.

Понимание концепций напряжения и деформации

Напряжение — это внутренняя сила, возникающая в результате приложенной нагрузки; он действует на поперечное сечение механического или структурного компонента.Деформация – это изменение формы или размера тела, происходящее при приложении силы.

Важные определения прочности, жесткости и твердости

Вот несколько важных определений, о которых следует всегда помнить: Это максимальное растягивающее напряжение, которое может выдержать материал, прежде чем произойдет остаточная деформация.

  • Предел прочности относится к максимальному напряжению перед разрушением.
  • Прочность на излом — это значение, соответствующее напряжению, при котором происходит полное разрушение.
  • Жесткость показывает, насколько компонент сопротивляется упругой деформации при приложении нагрузки.
  • Твердость — это сопротивление локальной деформации поверхности.
  • Прочность материала может относиться к пределу текучести, пределу прочности или прочности на излом. Прочность на растяжение можно рассчитать по твердости, и это удобно, потому что испытания на твердость, такие как Роквелл, обычно просты в проведении, недороги и неразрушающие.На образце выполняется только небольшое проникновение. Для многих металлов предел прочности при растяжении увеличивается по мере увеличения твердости.*

    Получение данных о механических свойствах

    Данные о механических, термических или электрических свойствах можно получить для конкретных типов материалов в Американском обществе по испытанию материалов (ASTM) или проконсультироваться веб-сайт производителя, на котором вы планируете приобретать материалы.

    *Это относится НЕ ко всем материалам, но для многих металлических материалов твердость очень хорошо коррелирует с пределом прочности при растяжении.Подробности см. в таблицах ASTM A 370-68.

    Надежным онлайн-источником является www.MatWeb.com, где можно быстро получить точные данные.

    Примеры: зависимость прочности от жесткости

    Прогиб балки

    На изображении ниже представлен анализ методом конечных элементов (МКЭ) балки, подвергаемой нагрузке. Реакцией балки на нагрузку является отклонение в результате внутреннего напряжения изгиба и сдвига. Если внутренние напряжения превышают предел текучести материала балки, вам понадобится материал с более высоким значением модуля Юнга, другими словами, более жесткий материал, чтобы противостоять деформации, а также более высокий предел текучести, чтобы предотвратить остаточные деформации и возможное разрушение. .

    Осевая нагрузка на прямой элемент

    Представьте себе растянутый металлический стержень, на который действует осевая нагрузка некоторой величины. Внутренние напряжения вызывают деформацию на 1% первоначальной длины металла, когда он ломается под нагрузкой 100 фунтов силы. Далее рассмотрим некоторый резиноподобный полимер в форме стержня, который подвергается действию той же силы, но деформируется на 5% от своей первоначальной длины и ломается при нагрузке 100 фунтов силы. Ключевой момент: оба материала одинаково прочны, но металл жестче полимера.

    Термическое напряжение

    Термическое напряжение также влияет на деформационную реакцию компонента, который уже подвергается воздействию некоторой силы.В этом случае из-за градиента температуры внутри элемента термическое напряжение вызывает дополнительную деформацию к деформации, уже вызванной действующими на него силами. Термическое напряжение влияет на прочность материалов. Вычисление термического напряжения дает представление о том, какие значения жесткости и прочности подходят для вашей конструкции, при условии, что разница температур не настолько велика, чтобы изменить микроскопические свойства материала!

    4 Рекомендации по проектированию на прочность и жесткость

    Вот 3 рекомендации, которые следует учитывать в процессе проектирования:

    1.Определите важные компоненты на ранних этапах проектирования

    На ранних этапах проектирования, например, при построении модели САПР, определите, какие компоненты будут иметь решающее значение для проекта. Определите, какие из них будут подвергаться ударным нагрузкам, равномерным нагрузкам, сосредоточенным нагрузкам, постоянным нагрузкам и т. д., чтобы получить представление о жесткости или прочности, необходимой для ваших компонентов. При необходимости разработайте графическое представление сложных динамических систем, используя граф связей или моделирование блок-схем, и используйте программное обеспечение для моделирования сложных систем.

    2. Определите силы, приложенные к каждому компоненту

    Рассчитайте ожидаемые нагрузки на механические компоненты, чтобы выяснить, где могут возникнуть проблемы или где силы могут показаться большими. Измеряйте, как дизайн реагирует на различные входные данные, используя методы инструментирования, и выполняйте анализ данных, чтобы предсказать поведение вашей модели. Учитывайте переменные ползучести и усталости в подсистемах и связанные с окружающей средой, которой будет подвергаться ваша система.

    3.Передовые методы выбора материалов

    Металлы, керамика, полимеры и композиты — это типы материалов с особыми механическими свойствами. Керамика обычно хрупкая, а это означает, что перед разрушением практически не происходит деформации; трещины могут распространяться очень быстро с очень незначительной пластической деформацией. Металлы проявляют два режима: пластичный или хрупкий. Пластичному материалу перед разрушением сопутствует пластическая деформация, а хрупкому — нет.

    Процесс разрушения пластичных металлов обычно происходит в несколько стадий — пластичность или хрупкость полимеров зависит от температуры.Для сырья определите, какие производственные процессы обеспечат вам желаемые свойства материала. Испытания материалов должны соответствовать стандартам ASTM; обратитесь к инженерным справочникам, чтобы получить надежные данные о материалах.

    4. Проверьте свои проекты перед прототипированием

    Выполните проектные исследования с помощью программного обеспечения САПР для оценки и оптимизации геометрии вашего проекта. Используйте анализ FEA, численный анализ; и, когда это возможно, выполняйте расчеты вручную, чтобы убедиться, что результаты согласованы, прежде чем приступить к созданию прототипа, чтобы сэкономить время и деньги.Проконсультируйтесь с другими инженерами для обзора.

    Основные выводы

    Правильное использование и реализация жесткости, прочности и других механических свойств в процессе проектирования будет способствовать созданию более качественных продуктов, поскольку эти свойства характеризуют реакцию материала на приложенные нагрузки. Четкое понимание предполагаемого использования продукта является ключом к выбору соответствующих свойств материала, которые будут способствовать рентабельной конструкции при соблюдении стандартов безопасности, структурной целостности и достижении желаемых характеристик.

    Жесткость и прогиб: механические свойства материалов

    В предыдущем посте мы рассмотрели кривую напряжения-деформации и ее связь с различными аспектами прочности материала — например, пределом прочности при растяжении, пределом текучести и пределом прочности на излом. И хотя мы часто думаем о материалах и конструкциях с точки зрения прочности, технически «прочность» — это мера того, какое усилие материал может выдержать до того, как произойдет остаточная деформация или разрушение . Однако для правильной работы линейных направляющих, исполнительных механизмов и других компонентов движения, как правило, важнее знать, насколько отклонение объекта испытает данная нагрузка, — другими словами, более важным свойством является жесткость объекта.


    Жесткость материала указывает на его способность возвращаться к своей первоначальной форме или форме после снятия приложенной нагрузки.


    Когда материал подвергается нагрузке — собственному неподдерживаемому весу, внешней приложенной нагрузке или тому и другому — он испытывает напряжение и деформацию. Напряжение (σ) — это внутренняя сила, действующая на материал под действием нагрузки, а деформация (ε) — это деформация материала, возникающая в результате этого напряжения. Отношение напряжения (силы на единицу площади) к деформации (деформация на единицу длины) называется модулем упругости, обозначаемым Е.

    Отношение напряжения к деформации также называется модулем упругости материала, модулем растяжения или модулем Юнга.


    В соответствии с законом Гука модуль упругости представляет собой наклон линейной части кривой напряжения-деформации до предела пропорциональности (также называемого «пределом упругости»), обозначенного ниже точкой A.

    Прочный материал, способный выдерживать высокие нагрузки без остаточной деформации.Жесткий материал может выдерживать высокие нагрузки без упругой деформации. Другим свойством материала, которое иногда путают с прочностью или жесткостью, является твердость. Твердость определяет способность материала сопротивляться локализованной (поверхностной) деформации, часто из-за трения или истирания.


    В отличие от прочности, жесткость материала или модуль упругости является неотъемлемым свойством материала, и внешние факторы, такие как температура или обработка материала, очень мало влияют на его значение.

    Однако важно отметить, что на практике жесткость конструкции зависит как от модуля упругости материала, так и от геометрии конструкции с точки зрения плоского момента инерции (также называемого вторым моментом площади). Плоский момент инерции I показывает, как площадь материала распределяется вокруг оси движения.


    Произведение модуля упругости и плоскостного момента инерции иногда называют жесткостью материала при изгибе (EI).


    В уравнениях прогиба оба коэффициента жесткости — модуль упругости (E) и плоский момент инерции (I) — появляются в знаменателе. Это имеет смысл, поскольку прогиб обратно пропорционален жесткости.

    Полный прогиб свободно опертой балки с точечной нагрузкой в ​​центре. Обратите внимание, что модуль упругости (E) и плоский момент инерции (I) находятся в знаменателе обеих частей уравнения.
    Изображение предоставлено Википедией.com

    Другими словами, чем выше модуль упругости материала и выше плоский момент инерции объекта, тем меньше конструкция будет прогибаться под заданной нагрузкой.

    Прочность и жесткость металла: в чем разница?

    Выберите страну / регион *

    Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийского океана TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканского RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократической Республика ofCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland остров (Мальвинские острова)Фарерские островаФиджиФинляндияПремьер Югославская Республика МакедонияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские Южные ТерриторииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГренландияГренадаГваделупаГуамГватемалаГуин eaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Киттс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСамоаСан-МариноСао-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСенегалСейшельские острова ierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Арабские EmiratesUnited KingdomUruguayUS Малые отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (U.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.