Механічні властивості твердих тіл. Діаграма розтягування

Необхідні відомості про механічні властивості різних матеріалів отримують експериментально.

Для дослідження деформації розтягування стрижень з досліджуваного матеріалу за допомогою спеціальних пристроїв піддають розтягуванню (рис. 1), вимірюють подовження зразка і виникає в ньому напругу. На підставі даних досвіду будують графік залежності напруги від відносного подовження, званий діаграмою розтягування. Діаграма розтягування зображена на малюнку 2. При невеликих напругах (лінійний ділянку OA) відносне подовження прямо пропорційно напрузі, тобто виконується закон Гука. При подальшому збільшенні напруги деформація ще залишається пружною, але її залежність від напруги перестає бути лінійною (ділянка АВ).

Найбільша напруга, при якому справедливий закон

Гука, називають межею пропорційності.

Найбільша напруга, при якому деформація ще залишається пружною, називається межею пружності.

При напружених, що перевищують межу пружності, зразок після зняття навантаження не відновлює свою форму (пунктирна крива). Це пластичні деформації. Мірою залишкової деформації служить відрізок.

В області пластичної деформації (ділянка CD) деформація відбувається майже без збільшення напруги. Це явище називається плинністю. Напруга? Т, при якому матеріал тече, називають межею текучості. Матеріали, у яких область плинності CD значна, можуть без руйнування витримувати великі деформації. Якщо ж область текучості матеріалу майже відсутня, він без руйнування зможе витримувати лише невеликі деформації. Матеріал, який руйнується при невеликих деформаціях, називають крихким (скло, фарфор, чавун, бетон).

Для подальшого збільшення деформації необхідно знову збільшити напругу (ділянка DE). Після точки Е крива йде вниз і подальша деформація аж до розриву відбувається при все менших напругах. Найбільша напруга, яке здатний витримати зразок без руйнування, називають межею міцності.

Здатність матеріалу чинити опір руйнуванню і залишковій деформації, які виникають в результаті зовнішніх впливів, називають міцністю матеріалу.

Знання величин матеріалів важливо для використання їх у промисловості та будівництві.

При конструюванні машин і споруд не можна розраховувати на їх роботу в умовах, коли випробовувані ними напруги близькі до межі міцності матеріалу, з якого вони зроблені, так як це завжди буде створювати небезпеку руйнувань. На практиці допустиме напруження вибирають так, щоб воно складало лише деяку частину межі міцності.

Число, що показує, у скільки разів межу міцності? Ін перевершує допустиме (фактично чинне) напруга, називають запасом міцності (коефіцієнтом безпеки) n:

Для підвищення міцності матеріалів їх піддають термічній обробці і обробці тиском або вводять в них зміцнюючі домішки (легування).

Посилання на основну публікацію