1. Механічні властивості матеріалів.

Під механічними властивостями розуміють характеристики, які визначають по­ведінку матеріалу під дією зовнішнього навантаження.

Місце для заповнення

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Існує кілька теорій, що пояснюють процес руйнування твердих тіл (матеріалів).

Статичні випробування

Місце для заповнення

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Статична теорія міцності розглядає руйнування як процес, що триває у часі. Головне твердження статичної теорії міцності полягає в тому, що найнебезпечніший дефект, розташований на поверхні, визначає міцність матеріалу.

Процес тимчасового руйнування матеріалу залежить не тільки від діючого навантаження, а й від температури випробування, структури матеріалу.

Рис.5.1. Діаграма розтягнення

(А – межа пружності В – межа текучості)

Місце для заповнення

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Напруження, за якого зразок деформується без зростання навантаження, називається фізичною межею текучості (σ_т ).

Напруження, яке відповідає навантаженню, що призводить до руйнування зразка, називається часовим опором, або межею міцності (σ_в).

Значення межі текучості σ_т і межі міцності σ_в, наводяться в довідни­ках і є характеристиками міцності матеріалу.

Фізичний зміст деформації. При пружній деформації під дією зовнішньої сили змінюється відстань між атомами в кристалічній гратці. Зняття навантаження усуває причину, яка викликає зміну міжатомної відстані, атоми стають на попередні місця і деформація зникає.

Напруга викликає зміну міжатомних відстаней в матеріалі, але не викликає ніяких залишкових наслідків. Чим меншу деформацію викликає напруга, тим більша його жорсткість, яка характеризується модулем пружності. Розрізняють два види модуля пружності: модуль нормальної пружності (модуль Юнга) і модуль дотичної пружності ( модуль Гука). В першому випадку сили направлені на розрив між атомами, у другому – на зсув. Модуль Юнга (Е) в 2,5 – 3 рази більше модуля Гука (G). Наприклад, для заліза Е = 2х10⁵ МПа, а G = 0,8х 10⁵ МПа.

Місце для заповнення

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Значення модулів пружності визначаються силами міжатомного зв’язку і являються постійними даного матеріалу. Для алюмінію Е = 0,8 х 10⁵ МПа, для заліза – Е =2 х 10⁵ МПа, для молібдена – Е = 3 х 10⁵ МПа. Найменш жорстким матеріалом являється гума для якої Е = 7 МПа, а найбільш жорстким – алмаз (Е = 12х 10⁵ МПа).

До фізико-механічних властивостей матеріалів відноситься твердість.

Втомленість – властивість матеріалів руйнуватися під дією багаторазових змінних напружень

Багатоциклове розтягування матеріалу характеризують такими показниками, як довговічність, гранична витривалість та ін.

Витривалість – здатність матеріалів витримувати дію багаторазових змінних напружень без руйнування під час певної деформації (навантаження) у кожному циклі.

Довговічність, тобто час від початку докладання сили до руйнування під час певної деформації (навантаження) у кожному циклі.

Межа витривалості – максимальне напруження (дефор­мація), за якого зразок може витримувати практично необмежену кількість циклів змінних напружень.

Всю криву можна розділити точкою В на дві частини, яка характеризує момент появи тріщини, що приведе до руйнування матеріалу (поділу на дві частини). Площа під кривою напруга – деформація пропорційна роботі руйнування. Причому ліва частина характеризує роботу появи тріщини, а права – роботу розповсюдження тріщини і характер руйнування.

Якщо після зародження тріщини її розповсюдження вимагає певної роботи, то таке руйнування характеризується певним видом поверхні і являється руйнуванням в’язким. Якщо в точці В спостерігається зрив кривої то робота розповсюдження тріщини буде дорівнювати нулю, а характер руйнування - хрупким.

Місце для заповнення

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________