Прочности и пластичности в технике

Предел прочностихарактеризует сопротивление материала значительным пластическим деформациям и позволяет оценить предельную растягивающую нагрузку, выдерживаемую материалом без разрушения. Этот параметр важен непосредственно для изделий, работающих «на растяжение», например, таких, как канатная проволока, крепежные болты и шпильки, тяги и т. п. В то же время, благодаря удобству и относительной простоте испытаний, предел прочности широко используется в технике для сравнительной оценки качества конструкционных материалов независимо от характера их нагружения в реальных деталях и конструкциях.

Предел текучести характеризует сопротивление материалов малой пластической деформации и позволяет оценить предельные напряжения, выдерживаемые материалом в изделиях без остаточных изменений их форм и размеров, что является обязательным условием работоспособности деталей и конструкций. Отношение s_т / s_в используют в технике также для оценки технологической пластичности материалов, т. е. возможности их обработки методами холодной пластической деформации (прокаткой, штамповкой, вытяжкой и т. п.).

Параметры пластичности (d, y) характеризуют предельную способность материалов к пластическому растяжению до разрыва. Обычно в технике эти параметры используют для оценки пригодности материалов к холодной обработке давлением, при этом высокие значения этих показателей благоприятны для изготовления изделий прессованием, прокаткой, вытяжкой и объемной штамповкой. Очень низкие значения этих параметров также показывают ненадежность материалов для эксплуатации при динамических (ударных) нагрузках и его повышенную чувствительность к дефектам поверхности деталей (рискам, микротрещинам, забоинам, грубому точению и т. п.). Такие дефекты могут быть допущены на пластичных материалах с высокими значениями d и y, но они крайне опасны для хрупких материалов с низкими значениями данных характеристик пластичности.

Контрольные вопросы

1. Где практически и с какой целью можно использовать результаты испытаний материалов на растяжение?

2. Какие образцы используют для испытаний на растяжение?

3. Каков принцип испытаний материалов на растяжение на разрывных машинах?

4. Какие основные характеристики прочности и пластичности материалов можно определить при испытаниях на растяжение?

5. Почему характеристики прочности отражают условные напряжения?

6. Что характеризуют значения пределов прочности и текучести и с какой целью их можно использовать?

7. Что характеризуют параметры пластичности и для каких целей они предназначены?

8. Как определить предел прочности по диаграмме растяжения?

9. Как определить предел текучести по диаграмме растяжения?

10. Как определить значения относительного удлинения и относительного сужения материала?

11. Покажите на диаграмме растяжения границу между упругой и пластической деформацией?

12. Можно ли по диаграмме растяжения оценить относительное удлинение материала и какая дополнительная информация для этого необходима?