30. Растяжение и сжатие. Определение внутренних сил. Натяжение в попересных и наклонных сечениях.

Под растяжением понимается такой вид нагружения, при котором в поперечном сечении стержня возникают только нормальные силы, а все прочие внутренние силовые факторы равны 0.

Сжатие отличается от растяжения только знаком силы N. При растяжении нормальная сила N направлена от сечения, а при сжатии - к сечению. Таким образом при анализе внутренних сил сохраняется единство подхода к вопросам растяжения и сжатия.

31) Продольная и поперечная деформация при растяжении и сжатии. Коэффициент Пуассона. Закон Гука при растяжении. Потенциальная энергия деформации.

Продольная деформация:

- относительная продольная деформация.

Мы имеем линейное одноосное напряжённое состояние. Это относительная продольная деформация.

Поперечная деформация:

При растяжении тела происходит изменение его поперечного сечения (сужение).

Экспериментально установлено, что в пределах применимости закона Гука поперечная деформация пропорциональна продольной: - коэффициент Пуассона. Характеризует свойства материала. Определяют его экспериментальным путём. Для всех металлов числовые значения этого коэффициента лежат в пределах 0,25…0,35.

Закон Гука.

Он установил связь между напряжением, растяжением и продольной деформацией.где Е – коэффициент пропорциональности (модуль упругости материала).

Модуль упругости характеризует жёсткость материала, т.е. способность сопротивляться деформациям.

Потенциальная энергия деформации:

Внешние силы, приложенные к упругому телу, совершают работу. Обозначим её через А. В результате этой работы накапливается потенциальная энергия деформированного тела U. Кроме того, работа идёт на сообщение скорости массе тела, т.е. преобразуется в кинетическую энергию К. Баланс энергии имеет вид А = U + К.

32. Экспериментальное изучение свойств материалов при растяжении и сжатии. Диаграмма растяжения. Основные характеристики материалов (механические).

По диаграмме растяжения оцениваются механические характеристики материала.

Деформация рассматривается для упругопластичного материала (малоуглеродистая сталь).

т. А – предел пропорциональности ;

т. В – предел упругости ;

т. С – предел текучести ;

т. D – временный предел прочности;

т. Е – разрушение образца.

- это такое максимальное напряжение, до которого материал следует закону Гука.

- такое максимальное напряжение, при котором после снятия нагрузки материал вернётся в исходное состояние.

- это такое напряжение, при котором без видимого изменения нагрузки материал течёт. Если снимем нагрузку, материал вернётся в положение .

СD – зона упрочнения. Здесь удлинение образца сопровождается возрастанием нагрузки, но неизмеримо более медленным (в сотни раз), чем на упругом участке.

т. D соответствует максимальному напряжению, при котором материал не разрушается.

т. E – соответствует разрушению образца.

tg - даёт модуль упругости.

Этот метод измерения характеристик материала самый простой, широкоиспользуемый и доступный.

К основным механическим характеристикам материала относят пластичность, хрупкость и твёрдость.

Способность материала без разрушения получать большие остаточные деформации носит название пластичности.

Свойство пластичности имеет решающее значение для таких технологических операций, как штамповка, вытяжка, волочение, гибка и др. Мерой пластичности является удлинение при разрыве. Чем больше, тем более пластичным считается материал.

Свойством, противоположным пластичности, является хрупкость, т.е. способность материала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций. Материалы, обладающие этим свойством, называются хрупкими.

Диаграмма растяжения хрупких материалов не имеет площади текучести и зоны упрочнения.

Под твёрдостью понимается способность материала противодействовать механическому проникновению в него посторонних тел.

Наиболее широкое распространение получили методы измерения твёрдости по Бринеллю и по Роквеллу.

а) Твёрдость по Бринеллю [НВ] – в поверхность исследуемой детали вдавливают стальной шарик диаметром 10 мм.

б) Твёрдость по Роквеллу [HRC]– алмазный острый наконечник.

В результате испытаний на твёрдость удаётся определить прочностные показатели материала, не разрушая деталь.