14. Для всех ли материалов диаграмма растяжения имеет вид, показанный на рис. 2.4?

Конечно же, нет. На рис. 2.4 приведена диаграмма растяжения для стали Ст. 3. Этот материал относится к так называемым пластичнымматериалам, которые имеет площадку текучести, и разрушаются прибольшихостаточных деформациях.

Необходимо, правда, отметить, что не для всех пластичных материалов площадка текучести имеет четко выраженный характер. Для таких материалов вводится понятие условного (или технического) предела текучести, представляющего собой напряжение, которое возникает в материале образца при относительном его удлинении, равном 0,2 %.

Иногда условный предел текучести обозначают .

Заметим, что пластичность – это положительное свойство материала. Она играет большую роль в обеспечении безопасности и надежности конструкций. Пластические свойства материала оцениваются следующими двумя характеристиками, которые также определяют при испытании на растяжение:

• относительное остаточное удлинение образца при разрыве (в процентах), вычисляемое по формуле

,

где – конечная длина расчетной части образца;

• относительное поперечное сужение образца при разрыве(в процентах), определяемое по формуле

,

где – площадь поперечного сечения образца в месте разрыва.

Однако, существуют и материалы, например чугун, которые характерны тем, что они вообще не имеют площадки текучести, и их разрушение происходит без образования шейки (диаграмма для них обрывается сразу же после достижения предела прочности) и при очень малыхостаточных деформациях. Такие материалы называют хрупкими (см. также далее вопрос 16).

15. В учебниках по сопротивлению материалов встречаются два понятия: «предел прочности» и «временное сопротивление разрыву». Тождественны ли они?

Строго говоря, не совсем. Первое из них относится к случаю, когда образец разрушается без образования шейки, что характерно для хрупких материалов. Второе относится к пластичным материалам. Временное сопротивление разрыву часто обозначают . В настоящем пособии мы не будем разграничивать эти понятия и примем для них общее, указанное выше, обозначение.

16. Как ведут себя материалы при испытании на сжатие?

Строительные материалы, такие как бетон и цемент, испытывают в основном на сжатие. Дерево испытывают на сжатие как вдоль, так и поперек волокон. Сталь испытывают на сжатие значительно реже, чем на растяжение.

Образцы для испытания на сжатие имеют, как правило, форму кругового цилиндра с отношением высоты образца к диаметру не более 3.

Для стали Ст. 3 диаграмма сжатия вплоть до предела текучести полностью повторяет диаграмму растяжения, то есть . Различие начинает сказываться после наступления текучести.Площадка текучести при сжатии менее четко выражена, чем при растяжении.

При больших деформациях различие становится особенно ощутимым, и в первую очередь из-за того, что сжатие сопровождается увеличением площади поперечного сечения образца, вследствие чего испытание требует постоянно возрастающей нагрузки.

Следовательно,при сжатии пластичного материала получить такую характеристику, как предел прочности, не представляется возможным. Исследуемый образец, не претерпевая разрушения, расплющивается, и дальнейшее испытание ограничивается возможностями пресса.

В расчетной практике предел прочности пластичного материала на сжатие условнопринимается таким же, как и на растяжение.

Диаграмма сжатия хрупкого материала по виду напоминает диаграмму растяжения, но предел прочности на сжатие, как правило, в несколько раз больше, чем на растяжение (). Разрушение образца при сжатии происходит обычно путем сдвига одной части относительно другой, происходящим примерно под угломк оси образца.

Наглядное представление о сравнительных механических характеристиках низкоуглеродистой стали и серого чугуна при растяжении и сжатии дают диаграммы, показанные на рис. 2.5.