13_Tekhnicheskie_kharakteristiki_1619902 (Самая полная теория к экзамену 2017)

Технические (условные) характеристики материалов при растяжении и

сжатии: предел упругости, предел пропорциональности, предел текучести.

При испытании образца на растяжение, регистрируется нагрузка - Р, действующая на образец и соответствующие ей изменения длинны мерной базы образца - L_о  L .

Располагая этими данными, можем вычислить

Р   = , L   =

где F_о - площадь поперечного сечения образца, L_о - мерная база образца.

Располагая значениями  и , можем построить диаграмму. В общем случае она может быть трех типов

  

1 2 3

  

Рис. 3.1

Материалы, имеющие диаграмму вида - 1, будем называть хрупкими. Под хрупкостью будем понимать способность материала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций. Остаточная деформация для хрупких материалов не превышает 2 - 5 % от начальной длины. К хрупким материалам можно отнести - высокоуглеродистые стали, бериллий, чугун и т.д..

Материалы, имеющие диаграмму вида - 2 и 3, будем называть пластичными. Под пластичностью будем понимать способность материала при определенном уровне нагружения, получать большие деформации при малом возрастании нагрузки. В отличие от диаграммы 2, на диаграмме 3 нет явно выраженной площадки текучести. Остаточные деформации для пластичных материалов достигают значения - 20 - 30 %. К пластичным материалам можно отнести - железо, медь, алюминий и т.д..

Однако заметим, что деление материалов на пластичные и хрупкие является весьма условным. Так в зависимости от характера нагружения и условий использования многие хрупкие материалы способны вести себя как пластичные и наоборот.

Рассмотрим подробнее диаграмму для пластичного материала. Отметим характерные зоны для приведенной диаграммы.

Р,  С

В

Д

А



_п _у _т _в _и

О  L, 

Рис. 3.3

Зона ОА - зона упругости. В этой области материал подчиняется

закону Гука.

Зона АВ - зона общей текучести. Пластические деформации наблюдаются в образце по всему объему.

Зона ВС - зона упрочнения. В стадии упрочнения на образце намечается место будущего разрушения - шейка (локальное сужение сечения образца). График, проведенный пунктиром, учитывает изменение площади поперечного сечения образца в процессе нагружения.

Отметим важнейшие прочностные характеристики материала:

_п - предел пропорциональности - наибольшее напряжение, при котором действителен закон Гука;

_у - предел упругости - наибольшее напряжение, при котором деформации сохраняют упругий характер;

_т - предел текучести - напряжение, при котором деформации растут при малом изменении нагрузки;

_в - предел прочности - напряжение, соответствующее наибольшей за время испытаний силе;

_и - “истинное” сопротивление разрушению, равное по величине отношению разрушающей нагрузке к истинной площади поперечного сечения образца.



_0.2

_т = 0.002 

Рис. 3.4

Как отмечено было раньше, не все материалы имеют площадку текучести. Поэтому вводят условное понятие предела текучести, под которым понимают такое значение напряжения, при котором остаточное удлинение в образце достигает некоторой конечной величины. В большинстве случаев эта величина равна _т = 0.002 или в процентах – 0.2 %. Тогда предел текучести будет обозначаться - _т  _0.2 .