15. Деформативные свойства материалов (упругость, хрупкость, ползучесть и др.) Виды деформаций.

Механические св-ва отображают способность материала сопротивляться силовым, тепловым, усадочным или другим внутренним напряжениям без нарушения установившейся структуры.

Внешние силы, действующие на материал, стремятся его деформировать (изменить взаимное расположение составляющих частиц) и довести эти деформации до величины, при которой материал разрушится. После снятия нагрузки материал, если он не был разрушен, может восстанавливать размеры и форму или оставаться в деформированном виде. Деформации, исчезающие при прекращении действия на материал факторов, их вызывавших, называются обратимыми. Обратимые деформации именуются упругими, если они исчезают после снятия факторов, и эластичными, если они, оставаясь полностью обратимыми, спадают в течение некоторого периода времени. Необратимые (остаточные) или пластические, деформации накапливаются за период действия силовых и других факторов и сохраняются после прекращения действия этих факторов. Характер и величина деформации зависят от величины нагрузки, скорости нагружения и температуры материала.

Пластическая деформация – медленно нарастающая без увеличения напряжений – характеризует текучести материала. При ее медленном росте длительное время (месяцы и годы) при нагрузках меньше тех, которые способны вызвать остаточные деформации за обычные периоды наблюдений, такая деформация называется ползучестью. Ползучесть необходимо учитывать при расчете и изготовлении строительных конструкций.

Релаксация – св-во материала самопроизвольно снижать напряжения при условии, что начальная величина деформации зафиксирована жесткими связями и остается неизменной. Время в течение которого первоначальная величина напряжений снижается в е=2,718 раза ( основание натуральных логарифмов), называют периодом релаксации, который меняется от 10^-10 с у материалов жидкости консистенции до 2,10¹⁰с (десятки лет и более) у твердых материалов.

Упругость – св-во материала принимать после снятия нагрузки первоначальные форму и размеры. Количественно упругость характеризуют пределом упругости, условно равным напряжению, когда материал начинает получать остаточные деформации очень малой величины, устанавливаемой в технических условиях для данного материала.

Модуль упругости (модуль Юнга) характеризует меру жесткости материала, т.е. его способность сопротивляться упругому изменению формы и размерами при приложении к нему внешних сил. Модуль упругости Е связывает упругую относительную деформацию ε и одноосное напряжение σ соотношение, выражающим закон Гука: ε=σ/Е.

Пластичность – св-во материала при нагружении в значительных пределах изменять размер и форму без образования трещин и разрывов и сохранять эту форму после снятия нагрузки. Это св-во важно учитывать при выборе материала для несущих конструкций, а также при выборе технологии изготовления некоторых изделий, например керамических. Наиболее желательными для несущих конструкций являются материалы, которые наряду с большой упругостью перед разрушением обладают высокой пластичностью. Разрушение подобных материалов, например стали, не будет происходить внезапно.

Хрупкость – св-во материала разрушаться без заметных пластических деформаций (стекло). Это св-во четко проявляется при ударной нагрузке. Для хрупких материалов характерна также большая разница ( в 10 и более раз) в пределах прочности при растяжении и сжатии. Характер разрушения строительных материалов зависит от температуры, влажности, скорости нагружения. Так, битум при отрицательных температурах разрушается как хрупкий материал. Поэтому более правильно для большинства материалов говорить о пластичном и хрупком состоянии.

16. ????