1. Конструкциялардың негізгі қабілеттілігіне материалдардың қатаңдығының ықпалы.
Конструкцияның негізгі қабілеттілігіне материалдың қатаңдығының ықпалы сол қатты материалдың теориялық беріктігімен анықталады. Қатты денелердің теориялық беріктігі
Қатты денелердің беріктігі, ең алдымен, олардың кедергісінің бұзылуына байланысты. Бұзылудың екі түрі бар - морт және созымды. Егер морт стерженьды ось бойымен созатын болсақ, онда перпендикулярлы кернеу қолданылсына бағытталған жазықтық бойымен бұзылады. Егер стержень созымды материалдардан жасалған болса, онда бұзылуы жазықтық бойымен жылжыпсырғымалылық созылу осьі 0,785 рад (45°) бұрышымен болады. Нақты материалда бір мезгілде бұзылудың екі түрі де кездесуі мүмкін және ең жұқа кристалда пластикалық деформациясы білінеді.
Орован жүргізілген есептеулерге сәйкес, теориялық морт материалдың беріктігі созылу кезінде
, (1)
тең, ал қирау кезінде деформация
, (2)
Мұнда, Е - Юнг модульі;
γ- беткі кернеу ;
a0 – торлардың периоды.
Орованның теориялық морт беріктігін бағалауға сәйкес (абсолюттік нөлдік кезінде) жасалған кристалл Юнг модулінің артуына, беттік энергиясын және созымдылық арасындағы қашықтықтың төмендеуіне байланысты.Теориялық морт беріктігіне жүргізілген ерекшеліктерін ескере отырып, күштер байланысы - коваленттік, иондық, металдықты көрсетті, бұл металл емес кристалдар үшін Орованның бағалауы шамамен екі есе жоғарылатылған, ал металлдарға –ең жақсы жақындау береді.
Алғаш рет Френкель теориялық беріктік кезіндегі ығысуды есептеген. Кернеу арасындағы синусоидқа, қозғалтуға қарсы тұру және ең жоғары беріктігіне байланысты анықталады.
, (5.3),
мұнда G – қозғалту модульі.
Теориялық беріктігі деформация тәсілін анықтайтын бағыттарын жылжытуына тәуелді. әлі күнге дейін жасалған бағалау теориялық ығысу кезіндегі беріктік идеал монокристалдар орындалды деген кристалл бастан таза ығысу және күш, қалыпты жазықтығына сырғу жоқ. Созылатын және сығатын кернеуді есепке алу τmax шамасына қатты әсер етуі тиіс.
Реалды кристалдар беріктігі. Үлкен жұмсау қасиеттерін, осыдан шығатын жетістіктері сол материалдар үшін (түйіршікті және созылғыш перлит, сорбит, троостит, мартенсит және т. б.) термиялық есебінен өңдеу, пластикалық деформация, қоспалардың аз мөлшерін енгізілгізу, немесе, ең соңында металл құрылымының үлкен сезімталдық беріктігін алу тәсілінің салдары болып табылады.
Шынайы кристалдардың беріктігі. Материалдың термиялық өңдеу, пластикалық деформация есебінен, аздаған мөлшердегі қосымшаларды енгізу немесе алу тәсілдері кезіндегі қасиеттердің үлкен шашырауы металдың құрылымына беріктіктің аса сезімталдығының әсерінен туады.
Тығыз қапталған құрылымдар үшін қозғалыс кезіндегі теориялық беріктік - 0,15G тең, мұндағы G- қозғалыстың серпімділік модулі. Жағына шоғырланган текше торы бар , дислокация оңай еніп кетіп, қозғала алатын металлдарда деформация өте аз кернеу шамасында өтеді: 10-4-10-5 G , ал шынайы қорытпалардың беріктігі теориялық беріктіктің аздаған бөлігін құрайды. Теориялық беріктікке тек инелі кристалдардың беріктігі жақындайды.
Юнг модулі атомарылық күштердің байланысымен анықталады және құрылымға айтарлықтай тәуелді емес, ал константа α құрылымға қатты тәуелді болады. Қаттылық өздігінен беріктіктің ең маңызды параметрін сипаттайды. Егер қаттылық жетіспесе, онда белгілі бір кернеу кезінде пластикалық материалда деформация өз шегінен асып кетеді, ал морттық кезінде қирау басталады. Практика кезінде теориялық мәні 0,001-0,01 құрайтын α құрылымдық-сезімтал параметрінің жоғарылауымен, белгілі конструкциялық материалдардың беріктігін жоғарлатуға болады
Егер тығыздық дислокациясын үлейтсек беріктігін жоғарылату жеңіл болар еді, оны күшті пластикалық деформациядан кейін, электронды микроскопиялық зерттеу көрсеткендей оны ~ 1012/см-2 дейін, ал пластикалық деформациясының комбинациясынан кейін және фазалық түрленуі - ~1013 см-2 дейін арттыруға болады. Дислокация қозғалысы мынандай есептеулерде өте қиын. Бұл ретте беріктігі 0,3-0,4 σтеор. қол жеткізіледі. Дислокацияның тығыздық текше кристалдарда ~1015см-2 құрайды. Алайда, мұндай дислокация тығыздығы мен теориялық беріктігінің маңызы бар кезінде қақтауға қол жеткізбейді.