2.1. Прочность

2.1.1.Кратковременная прочность при растяжении

F-растягивающее усилие, l ₀- длина образца при F=0, l- длина образца при F>0,l=ll₀-абсолютная деформация (удлинение) образца,l/l₀=- относительная деформация,F/S=- растягивающее напряжениеПаS- площадь поперечного сечения образца.

_п- предел пропорциональности. На участке 0А (рис.1.4.) наблюдается прямая пропорциональность междуив соответствии с законом Гука:= E , где Е- модуль нормальной упругости (модуль Юнга). Эта деформация полностью обратима.

_0,2- условный предел текучести. На участке АВ начинают накапливаться остаточные необратимые деформации и в точке В они достигают 0,2%.

_т- предел текучести. На участке ВС интенсивно развиваются остаточные деформации.

_p- разрушающее напряжение. В точке D происходит нарушение целостности образца-его разрыв. _р- относительное удлинение при разрыве.

2.1.2. Динамическая прочность

Схема нагружения- удар по образцу материала бойком массой m , имеющим скорость V. Кинетическая энергия бойка E_k=mv²/2ДжУдарная вязкость материала (а₀) определяет количество энергии, затраченное на разрушение образца, т.е. это работа разрушения материала. Размерность а₀Дж/м²

2.2.Жесткость

Для изотропного материалаx=y и, соответственно,=x/z=y/z-коэффициент Пуассона

E

Рис. 1.5. Схемы деформирования тел

=_z/(z/z)- модуль Юнга или модуль упругости при растяженииПа

К=_xyz/(xyz/xyz)-объёмный модуль упругости при всестороннем сжатииПа

G=_u/(u/u)- модуль сдвигаПагде_u=F/S, F- сдвигающая силаS- площадь сечения

Три модуля Е, К, G характеризуют жесткость материала. Они связаны между собой следующими зависимостями:

2G=E (1+), 3К=E (1-2)

2.3. Твердость

Т

Рис. 1.6.Схемы измерения адгезионной прочности. 1- нормальный отрыв 2- сдвиг 3- кручение

A=F/SH/м², где F- разрушающая сила S- площадь адгезионной связи

вердостьэто способность материала противодействовать проникновению в него другого тела (индентора ) На практике используют несколько способов измерения твердости: твердость по Бринеллю – HB, твердость по Роквеллу – HR и твердость по Виккерсу – HV. Их определяют по глубине вдавливания индентора в материал. Часто для характеристики твердых веществ используют минералогическую шкалу (шкалу Мооса), в которой максимальный бал 10 соответствует самому твердому материалу – алмазу, а минимальный бал 1- самому мягкому минералу –тальку. Все остальные материалы по твердости располагаются между ними.

2.4.Трибологическе параметры.Специальные параметры для твердых материалов.

Трибология - это наука о физических эффектах, возникающих при трении материалов.

2.4.1. Коэффициент трения – f=F/N, где F -сила трения, N -нормальная нагрузка

Материалы с большим f азывают фрикционными. Материалы с низким f называют антифрикционными.

2.4.2. Интенсивность износа ( истирания ) - I = h/l, гдеh- толщина унесенного слоя, l- путь трения

2

Рис. 1.7.Схема измерения усилия отслаивания

А=F/h H/мгде F- сила отслаивания,h-ширина полоски отслаиваемой пленки.

.5. Адгезионные параметрыУниверсальный параметр

2.5.1. Работа сил адгезии Wa Дж/м²-рассчитывается.

2.5.2. Адгезионная прочность А – измеряется.

Существует несколько схем измерения адгезионной прочности. Они показаны на рис.1.6 и 1.7.