Расчет пластических свойств

Для расчета пластических свойств предпочтительно иметь образец после испытания. Части образца складываются в месте разрыва так, чтобы между ними не было зазора. На таком сложенном образце измеряется длина расчетной части l_к после разрыва и минимальный диаметр d_к в двух взаимно перпендикулярных направлениях в месте разрыва.

Относительное удлинение  , %, определяется по формуле:

(8)

В случае образования шейки эта величина зависит от размеров образца. При этом относительное удлинение  имеет индекс: _2,5, ₅, ₁₀, указывающий кратность образца ­– отношение расчетной длины до испытания к диаметру образца до испытания (l₀/d₀).

Относительное сужение , %, определяется по формуле:

, (9)

где F_к вычисляется по среднему арифметическому значению d_к.

Расчет пластических свойств возможен и по диаграмме растяжения. Более того, именно он позволяет из общих свойств пластичности  и  выделить _равн и _равн, характеризующие способность материала к равномерной деформации, т.е. к накапливанию ее во всем объеме, без локализации. Способность к равномерной деформации более физически обоснованно характеризует пластичность материала, чем общие свойства  и  в случае, если при испытании образец разрушается с образованием шейки. Чем больше доля сосредоточенной деформации (т.е. чем короче образец), тем в большей степени  и  характеризуют именно ее, а не предельную пластичность материала.

Для разделения относительного удлинения на равномерное и сосредоточенное на диаграмме растяжения проводят линии параллельно упругому участку диаграммы из точек максимальной и предельной нагрузки до пересечения с осью абсцисс, как это опказано на рис. 2, в. Определенные по оси удлинений отрезки с учетом масштаба – это абсолютные величины удлинения образца в процессе равномерной деформации (l_равн) и в процессе образования шейки (l_соср).

Равномерное относительное удлинение _равн, %, определяется по формуле:

(10)

Сосредоточенное относительное удлинение _соср, %, определяется по формуле:

(11)

Равномерное относительное сужение _равн, %, определяется из соотношения:

(12)

Это соотношение следует из закона постоянства объема: l₀F₀= l_равнF_равн, справедливого в области равномерной деформации.

Сосредоточенное относительное сужение _соср, %, находят из разницы:

_соср =  – _равн . (13)

Таким образом, если образец при испытании деформировался равномерно вплоть до разрушения (рис. 2, б, образец при растяжении не дошел до образовании шейки), то свойства  и  одинаково характеризуют предельную пластичность материала. Если шейка образуется, то целесообразно отдельно определять равномерное и сосредоточенное относительное удлинение. Кроме того, в этом случае для характеристики предельной способности материала к пластическому растяжению более правильно использовать относительное сужение , признавая его характеристикой, в основном, сосредоточенной деформации. Для пластичных материалов _соср может составлять до 80% и более от общей величины .