«Механические свойства материалов »

Материаловедение и технологии изучают материалы и то, как они могут быть изготовлены с учетом удовлетворения потребностей современных технологий. Используя лабораторные методы и знания физики, химии, металлургии, ученые находят новые способы использования металлов, пластмасс и других материалов.

Инженеры должны знать, как материалы реагируют на внешние силы, такие как: растяжение, сжатие, скручивание, изгиб, сдвиг. Все материалы подвержены деформации за счет силы упругости. То есть материалы возвращают свои исходные размеры и форму, когда внешняя сила исчезает. Но на материалах может сказаться остаточная деформация, так же они могут и сломаться. Результат воздействия внешних сил – ползучесть и усталость.

Компрессия это давление, вызывающее снижение объема вещества/материала. Когда материал подвергается таким процессам как сдвиг, изгиб, кручение, то на него одновременно действуют как сила растяжения, так и сила сжатия. Когда металлический стержень сгибается, то с одной его стороны происходит растяжение структуры металла, а с другой стороны сжатие.

Напряжение (натяжение) характеризует тяговое усилие, например эта сила в кабеле может удерживать какой-либо вес. Под действием сил натяжения (прим. Сила тяжести) материал, как правило, тянется, стараясь вернуть свою первоначальную форму, если сила не превышает придел упругости материала. Под большим растяжением материал не полностью возвращается в исходную форму, а под еще большим происходит разрыв.

Усталость материала обуславливается ростом трещин в его структуре под воздействием стрессовых нагрузок. Это происходит когда материал детали механизма подвергается повторяющимся или(и) циклическим стрессовым нагрузкам, к примеру вибрации. Даже тогда, когда максимальное напряжение не превышает предел упругости, усталость материала может наступать даже после короткого промежутка времени воздействия. При усталости можно и не видеть деформаций, но небольшие локализованные трещины распространяются через материал пока наконец оставшаяся площадь поперечного сечения не сможет выдерживать максимальную циклическую или повторяющуюся нагрузку. Знание о пределах упругости, силе растяжения и сопротивление материалов к ползучести имеют принципиальное значение для машиностроения.

Ползучесть это медленная проявляющая себя остаточная деформация при воздействии постоянной силы на материал. При высоких температурах материалы обычно страдают от такой деформации. Во многих случаях медленное деформирование останавливается, потому что деформация исключает силу вызывая ползучесть. Ползучесть распространяется в течении длительного времени и в конечном итоге приводит к разрыву материала.

8. Ответьте на вопросы на английском языке.

1. What are the external forces causing the elastic deformation of materials? Describe those forces that change the form and size of materials. - For example the force of gravity Or the elastic force (spring pulls the rubber).

2. What are the results of external forces? – Deformation, break, fatigue, creep.

3. What kinds of deformation are the combinations of tension and compression? - bending, shearing, or torsion (twisting)

4. What is the result of tension? What happens if the elastic limit of material is exceeded under tension? – If elastic limit is exceeded under tension, material will be break. And what is the result of tension? – Ha! Of course its deformation.

5. What do we call fatigue? When does it occur? What are the results of fatigue? Results of fatigue – it is a cracks. Fatigue is the growth of cracks under stress. It occurs when a mechanical part is subjected to a repeated or cyclic stress, such as vibration

6. What do we call creep? When does this type of permanent deformation take place? What are the results of creep? - Creep is a slow, permanent deformation that results from a steady force acting on a material. For example this type of permanent deformation occurs, when a material exposure to high temperatures.