Механические характеристики

Механические характеристики материалов, т. е. величины, характеризующие их прочность, пластичность, упругость, твер­дость, а также упругие постоянные Е и υ, необходимые конструктору для выбора материалов и расчетов проектируе­мых деталей, определяют путем механических испытаний стандартных образцов, изготовленных из исследуемого мате­риала.

В процессе этого испытания специальное устрой­ство испытательной ма­шины автоматически вы­черчивает диаграмму, вы­ражающую зависимость между растягивающей си­лой и абсолютным удли­нением, т. е. в координа­тах (F, Δl). Для изучения механических свойств ма­териала независимо от размеров образца приме­няется диаграмма в коор­динатах «напряжение—от­носительное удлинение» (σ, ε). Эти диаграммы отличаются друг от друга лишь мас­штабами.

Диаграмма растяжения низкоуглеродистой стали представлена на рис. 19.6. Эта диаграмма имеет следующие характерные точки.

Точка А соответствует пределу пропорциональности.

Пределом пропорциональности σ_пц называется то наибольшее напряжение, до которого деформации растут пропорционально нагрузке.

Точка А практически соответствует и который называется пределом упругости.

Пределом упругости σ_уп называется то наибольшее напряжение, до которого деформации практически остаются упругими.

Точка С соответствует пределу текучести.

Пределом текучести σ_т называется такое напряжение, при котором в образце появляется заметное удлинение без увеличения нагрузки.

Предел текучести является основной механической характе­ристикой при оценке прочности пластичных материалов.

Точка В соответствует временному сопротивлению или пределу прочности.

Временным сопротивлением σ_в называется условное напряжение, равное отношению максимальной силы, которую выдерживает образец, к первоначальной площади его попереч­ного сечения.

При достижении временного сопротивления на растягивае­мом образце образуется местное сужение — шейка, т. е. начина­ется разрушение образца.

В определении временного сопротивления говорится об условном напряжении, так как в сечениях шейки напряжения будут больше.

Пределом прочности а_пч называется временное со­противление образца, разрушающегося без образования шейки. Предел прочности является основной механической характерис­тикой при оценке прочности хрупких материалов.

Точка D соответствует напряжению, возникающему в образ­це в момент разрыва во всех поперечных сечениях, кроме сечений шейки.

Точка М соответствует напряжению, возникающему в на­именьшем поперечном сечении шейки в момент разрыва. Это напряжение можно назвать напряжением разрыва.