6. Механические характеристики материала. Диаграмма растяжения.

Механические характеристики и св-ва материалов определяют экспериментально при испытаниях на растяжение (самый простой, доступный и хорошо контролируемый способ). На разрывной машине лабораторный образец из заданного материала подвергается растяжению до полного разрушения. Все параметры процесса контролируются. Строится диаграмма растяжения в координатах (для малоуглеродистых сталей). На диаграмме растяжения фиксируется растяжение конкретного материала до его полного разрушения. До т.А материал следует закону Гука: σ_пц=N_пц/S (имеет место предел пропорциональности); т.В соответствует пределу упругости Nупр (это такое max напряжение, при кот. после снятия нагрузки материал вернётся в исходное состояние): σ_упр=N_упр/S (область упругих деформаций); т.С соотв. пределу текучести (это такое напряжение, при кот. без видимого изменения нагрузки материал течёт). Если снять нагрузку, то материал вернётся в положение ε_с (область остаточных деформаций); участок СD - зона упрочнения (связана с изменением кристаллической решетки, явление наклепа); т.D – временный предел прочности (максимальное напряжение, при кот. материал не разрушается), если снять нагрузку в т.D, то материал вернётся в положение ε_D, и его использовать нельзя; т.Е – разрушение образца; участок ОА характеризует жесткость материала. tgα=Е – модуль упругости.

Характеристики материалов: 1. предел пропорциональности – наибольшее напряжение, до которого материал следует закону Гука; 2. предел упругости – наиб. напряжение, до которого материал не получает остаточных деформаций; 3. предел текучести – напряжение, при котором происходит рост деформации без заметного увеличения нагрузки; 4.

7. Деформации при растяжении (продольные, поперечные, коэффициент Пуассона).

Растяжение – такой вид нагружения, когда в поперечных сечениях бруса возникают только внутренние продольные силы N. Деформация – количественная мера изменения геометрических размеров тела.

Рассмотрим деформацию бруса под действием продольной силы: l – начальная длина, d – начальный диаметр. Происходит растяжение поперечных сечений стержня: ∆l – абсолютное удлинение, ∆d – абсолютное сужение. Деформацию при растяжении характеризуют 2 величины: 1. относительная продольная деформация ε=∆l/l; 2. относительная поперечная деформация: ε₁=∆d/d. В пределах упругих деформаций между нормальным напряжением и продольной деформацией сущ. прямо~ зависимость (Закон Гука): σ=Εε, где Е – модуль упругости I рода (модуль Юнга), характеризует жёсткость материала, т.е. способность сопротивляться деформациям (Ест=2·10⁵). Т.к. σ=F/S, то F/S=Е∆l/l, откуда ∆l=Fl/ЕS. Произведение ЕS наз. жёсткостью сечения. => абсолют. удлинение стержня прямо ~ величине продольной силы в сечении, длине стержня и обратно ~ площади поперечного сечения и модулю упругости, а также зависит от скорости приложения силы, температуры. Установлено, что относит. поперечная деформация ~ относительной продольной: |ε₁|=μ|ε|, где μ=ε₁/ε – коэфф. относительной деформации (Пуассона) - характеризует пластичность материала, μ_ст=0,25…0,5 (для пробки – 0, для резины – 0,5).