Диаграмма растяжения. Основные механические свойства материала

Необходимые сведения о различных механических свойствах материала получают экспериментальным путем. Самым распространенным является испытание на растяжение. Испытание производят на разрывной машине стандартного образца. При нагружении снимают показание растягивающей силы и длину образца. Затем строится условная диаграмма растяжения в координатах . Напряжение в сечении определяют по зависимости:

,

где сила нагружения;

площадь поперечного сечения образца.

Относительная линейная деформация определяется из выражения

,

где относительное удлинение образца;

исходная длина образца;

длина образца в данный момент отсчета.

Диаграмма растяжения для пластичных материалов имеет вид, показанный на рис. 6.

На диаграмме растяжения можно выделить четыре характерные участка.

Участок участок пропорциональности. На этом участке выполняется закон Гука

.

Рис.6

Участок площадка текучести. На этом участке происходит удлинение образца без изменения нагрузки. Напряжение, при котором происходит течение образца, называется пределом текучести и обозначается .

Участок участок упрочнения. На этом участке для дальнейшего удлинения образца необходимо увеличить нагрузку.

В точке происходит образование шейки и на участке происходит местное удлинение образца. Напряжение, при котором образуется шейка, называется пределом прочности и обозначается .

Допускаемые напряжения. На участке имеют место упругие деформации, т.е. снятия нагрузки образец будет иметь первоначальные размеры. Поэтому для деталей, изготовленных из пластичных материалов, действующие напряжения не должны превышать напряжения текучести . С этой целью вводят понятия допускаемых напряжений, которые рассчитываются по зависимости:

где допускаемый коэффициент запаса прочности, который зависит от назначения детали, точности расчетных формул и ряда других факторов.

Условие прочности и жесткости конструкции. Прочность конструкции будет обеспечена, если максимальное напряжение в ней не будет превышать допускаемого напряжения

.

Для бруса, испытывающего напряжения растяжения, условие прочности будет иметь вид:

Условие жесткости при растяжении бруса будет определяться зависимостью

где допустимая деформация бруса.