Механические свойства материалов

Для оценки способности материала сопротивляться деформированию и разрушению в механике принято использовать силовые и деформационные показатели, определяемые либо по результатам кратковременных статических испытаний на растяжение-сжатие специально подготовленных стандартных образцов (в расчётах деталей при кратковременных перегрузках), либо по результатам длительных циклических испытаний образцов на изгиб или кручение. Для определения статических характеристик по результатам разрушающих испытаний строится диаграмма "напряжения-относительные удлинения", типичный вид которой представлен на Рис. 9.1.

Рис. 9.1 - Диаграмма "напряжения-относительные удлинения"

Определение характеристик длительной прочности ведётся на основе построения кривых усталости (кривых Веллера, рис. 4)

Рис. 9.2 – Диаграмма Веллера

Диаграмма имеет типичные участки:

участок ОА-участок упругого деформирования, выполняется закон Гука ;

- предел пропорциональности;

АВ - участок, соответствующий течению материала, то есть деформированию без увеличения нагрузки на образец (площадка текучести);

- предел текучести.

На этом участке деформирования АВ структура материала изменяется, на поверхности образца появляются тёмные линии (линии Чернова), зеркальная поверхность образца становится матовой. - упругая (восстанавливаемая) деформация;

- пластическая (невосстанавливаемая) деформация, то есть деформация, остающаяся после снятия нагрузки на образец.

ВС - зона упрочнения, - предел прочности (или временное сопротивление), где Р_мах - максимальная нагрузка, выдерживаемая образцом, A_нач - начальная площадь поперечного сечения образца.

СД - участок падения условного напряжения (Р/A_нач) в образце,

СЕ-участок возрастания действительного напряжения в образце. На участке ОА образец испытывает только упругие, то есть исчезающие при снятии нагрузки деформации.

При нагружении образца до величины напряжений, превышающей предел пропорциональности, возникают пластические деформации, остающиеся после разгрузки образца. Повторное нагружение образца происходит упруго вплоть до величины первоначальных напряжений. Такое явление повышения предела пропорциональности получило название наклёпа, которое используется на практике для уменьшения пластических деформаций и, например, устранения провисания проводов линий электропередач.