7.Механические хар-ки. Диаграмма растяжения.

На диаграмме растяжения фиксир-ся растяжение конкретного материала до его полного разрушения, с целью оценки характерных механич. хар-к материала. Деформация исследуется для упругопластичного материала (н-р, малоуглерод.сталь)

Т. А соот-ет предел пропорциональности (это максимальное напряжение до которого материал соответствует закону Гука): σ_пц=F_пц/S.

Т. Б соот-ет предел упругости (это такое максимальное напряжение, при кот. после снятия нагрузки материал вернётся в исходное состояние): σ_упр=F_упр/S. Область упругих деформаций.

Т. С соот-ет предел текучести (это такое напряжение, при кот. без видимого изменения нагрузки материал течёт). Если снять нагрузку, то материал вернётся в положение Е₁. Область остаточных деформаций.

После т. С необходимо приложить дополнит. силу до т. Д – это зона упрочнения. Т. Д – временный предел прочности (максимальное напряжение, при кот. материал не разрушается). Если снять нагрузку в т. Д, то материал вернётся в положение Е₂, и его использовать нельзя.

Т. Е – разрушение образца.

Tgα – модуль упругости.

Механич. св-ва материала:

- Прочность – способность не разрушаться под нагрузкой;

- Жёсткость – способность незначительно деформироваться под нагрузкой;

- Выносливость – способность долгое время выдерживать переменные нагрузки;

- Устойчивость – способность сохранять первоначальную форму упругого равновесия;

- Вязкость – способность воспринимать ударные нагрузки.

Характеристики материалов:

- Твёрдость;

- Хрупкость;

- Пластичность.

Допущения о свойствах материалов:

Однородные – в люб. точке материалы имеют одинак. физико-химич. св-ва;

Сплошная среда – кристаллич. строение и микроскопич. дефекты не учитываются;

Изотропны – механич. св-ва не зависят от направления нагружения;

Идеальная упругость – полностью восстанавливают форму и размеры после снятия нагрузки.

8.Деформация при растяжении (продольные, поперечные, коэф-т Пуассона).

Растяжение – это такой вид нагружения, когда в поперечном сечении растянутого тела действуют только продольные силы N. Деформация – когда деталь изменяет линейные размеры и больше не возвращается в начальное состояние.

Рассмотрим деформацию бруса под действием продольной силы. l – начальная длина, b – начальная ширина, ∆ l – абсолютное удлинение, ∆b – абсолютное сужение.

Относительная продольная деформация Ε:

Ε=∆l/l.

При растяжении тела происходит изменение его поперечного сечения, т.е. сужение. Линейная (поперечная) деформация:

Ε₁=∆b/b. Е и Е₁ безразмерные величины.

Данные деформации учитывают в точных расчётах.

μ =Ε1/Ε – коэф-т относительной деформации, или коэф-т Пуассона, - хар-ка пластичности материала. Его величина находится в пределах 0…0,5 (для пробки μ=0, для резины μ=0,5).

9.Растяжение. Напряжение на наклонной поверхности стержня.

Растяжение – это такой вид нагружения, когда в поперечном сечении растянутого тела действуют только продольные силы N.

Разрежем стержень по сечению под углом α с осью Oy и отбросим левую часть. Правая часть сохраняет равновесие , так как сила F, действующая на перпендик. оси Ox площадку ∆S, уравновешивается силой F, действующей на наклонную площадку ∆S’=∆S/cosα, т.е. σ∆S=Р∆S/ cosα.

Возникшее на наклонной площадке полное напряжение Р= σ cosα..

Разложив напряжение Р на 2 составляющих, находим нормальное и касательное напряжения: σ_α=Р cosα= σ cos²α и τ_α=Рsinα=0,5 σsin2α.

Из формул следует:

При α=0: σ_α= σ, τ_α=0

При α=45: σ_α= 0,5σ, τ_α=0,5σ

При α=90: σ_α=0, τ_α=0

Значит, максимальное нормальное напряжение возникает в поперечных сечениях бруса; максимальное касательное напряжение возникает в сечениях, наклоненных к оси стержня под углом 45.

Закон парности касательного напряжения:

К асат. напряжение на 2-ух взаимно перпендик. плоскостях пар-да равны по абсолют. вел-не и направлены или к ребру, или от ребра.