Характеристики прочности

В качестве характеристик прочности принимают напряжения в поперечных сечениях образца, условно считая, что площадь сечения образца остаётся неизменной. Найденные таким образом напряжения являются приближёнными, особенно в области значительных пластических деформаций.

Предел пропорциональности σ_пц – напряжение, при котором отступление от линейной зависимости между нагрузкой и удлинением достигает такой величины, что тангенс угла наклона, образованного касательной к кривой деформации с осью нагрузок, увеличивается на 50 % по сравнению с линейным участком.

Н

M

D

Р

агрузку, соответствующую пределу пропорциональности Р_пц, определяют либо по показаниям специальных измерительных приборов – тензометров, либо графическим методом.

Р

О

Рис.3

А

Р_пц

m

n

В

k

C

Δl

ассмотрим графический метод. На рисунке 3

показан начальный участок диаграммы. Проводят прямую ОМ, совпадающую с начальным прямолинейным участком, затем прямую АВ, параллельную оси абсцисс, на любом уровне и на этой прямой откладывают отрезок kn, равный половине отрезка mk. Проводят прямую Оn и параллельную ей CD, касательную к кривой растяжения. Ордината точки касания определяет нагрузку Р_пц и тогда

,

где F_о – площадь поперечного сечения образца до испытания.

Р

Р_0,2

Пределом текучести σ_т называют напряжение, при котором материал деформируется при неизменной нагрузке . Нагрузка Р_т соответствует площадке текучести. При испытаниях большинства материалов диаграмма растяжения не имеет площадки текучести. Начальный участок такой диаграммы показан на рисунке 4.

О

Е

Δl

Рис. 4

В этом случае определяют условный предел текучести σ₀₂, под которым понимают напряжение, соответствующее относительному остаточному удлинению 0,2%.

Для определения нагрузки Р₀₂ нужно на оси абсцисс отложить отрезок ОЕ, соответствующий относительной деформации ε = 0,2% и провести прямую, параллельную линейному участку, до пересечения с кривой растяжения. Ордината точки будет соответствовать Р₀₂ и

.

Пределом прочности σ_пч (временным сопротивлением отрыву σ_в) называют напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке:

.

Напряжение, при котором образец разрушается, называется истинным сопротивлением разрыву:

.

Характеристики пластичности

Относительное остаточное удлинение δ представляет собой остаточную деформацию, определяемую обычно в процентах:

,

где Δl_ост – абсолютная деформация, %;

l_о – длина расчётной части, мм.

Δl_ост можно определить по диаграмме как величину отрезка, отсекаемого линией разгружения DE на оси абсцисс. Такое определение деформации является приближённым, потому что на диаграмме отражается не только деформация расчётной части образца, но и обмятие головок. Для более точного определения остаточной деформации нужно измерить расстояние l_к между крайними рисками (плотно соединив для этого обе половинки образца) и найти разность l_к – l_о. Относительное остаточное удлинение зависит от соотношения между l_о и d_о, поэтому обозначение δ записывается с индексом δ₅ или δ₁₀.

Относительное остаточное сужение определяют по формуле:

,

где F_к – площадь поперечного сечения в шейке, мм².