ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Упругость, пластичность, вязкость из "Основы теории упругости и пластичности " Важнейшими механическими свойствами всех твердых тел являются упругость, пластичность, вязкость. Под упругостью понимают свойство тела восстанавливать свои размеры и форму после снятия действующих на него сил. Математически это выражается однозначной зависимостью между напряжениями и деформациями. Протовоположным свойством является пластичность, которое состоит в том, что после снятия действующих сил тело изменяет свои размеры и форму в зависимости от истории нагружения. Наконец, свойство вязкости проявляется в том, что после нагружения тела напряжения и деформации в нем изменяются с течением времени. [c.31] Основным источником сведений о механических свойствах различных материалов является опыт на растяжение. Пусть образец длиной /о растягивается силами Р (рис. 1.9). В результате растяжения длина его становится I. Приращение длины М—1—/о называется абсолютным удлинением, а отношение ео=А1/1о — относительным удлинением или относительной деформацией. [c.32] Если в1 и 62 малы по сравнению с единицей, то 8 = 81-1-62 с точностью до величины второго порядка малости. Таким образом, малые деформации обладают свойством аддитивности.. [c.32] Напряжение а ц, до которого измерительные приборы не могут обнаружить отклонений от линейной зависимости (1.131), называется пределом пропорциональности. Обычно считают, что если величина de/da оказалась на 50% больше, чем /Е, т. е. delda=l,5/E, то предел пропорциональности достигнут. При а апц справедлив закон Гука (1.131). [c.34] В расчетной практике диаграммы растяжения и сжатия часто аппроксимируют в виде кусочно-ломаных прямых, как показано на рис. 1.11, а—ж. [c.36] Для диаграммы ма[териала с линейным упрочнением (рис. [c.37] Для диаграммы идеального упругопластического материала (рис. [c.37] Если опыт на растяжение происходит на машине силового типа с постоянной скоростью а, то при остановке процесса наблюдается самопроизвольное увеличение деформации (линия ММ на рис. 1.13). Это явление называется последействием. Оно является частным проявлением ползучести материалов. Различают ограниченную ползучесть (кривая I), когда e(t) асимптотически стремится к некоторому пределу е и неограниченную (нелинейную) ползучесть (кривая 2), завершающуюся разрушением. [c.38] Если прекратить процесс ползучести в точке N (рис. 1.13) и продолжить нагружение с постоянной скоростью а= onst, то напряжение и деформация быстро возрастут и ход диаграммы станет таким же, как если бы остановки процесса не было. [c.39] Если теперь разгрузить образец, например, от точки N (рис. 1.14), то деформация мгновенно уменьшится на значение упругой деформации ге- Затем начнется самопроизвольный процесс уменьшения деформации. Это явление называется обратным последействием или обратной ползучестью. Для полимеров обратное последействие, как правило, является упругим, если вр=0. У металлов обратимая упругая часть деформации мала и явление обратной ползучести заключается в самопроизвольном уменьшении пластической деформации. [c.39] что процессы релаксации и ползучести затрудняют проведение опытов и расчеты конструкций на прочность. Чтобы исключить влияние релаксации и ползучести при испытаниях на машинах кинематического типа, скорость деформации должна быть порядка ё=10 1/с (рис. 1.15, а), на машинах силового типа скорость нагружения должна быть порядка а=10 МПа/с (рис. 1.15, б). [c.39] Отметим далее такую важную деталь, что все металлы, подвергаемые той или иной обработке (прокатке, волочению, прессованию), приобретают начальную анизотропию, которая иногда может быть значительной. Например, на рис. 1.16 показаны диаграммы для алюминиевого сплава Д16Т в состоянии поставки для трубки, растянутой в осевом (I) и окружном (2) направлениях, полученные А. М. Жуковым. [c.39] Анизотропия механических свойств возникает также у первоначально изотропных материалов в том случае, если они испытали пластическую деформацию. Таким образом, приобретенная анизотропия называется деформационной. Если по достижения заданного значения пластической деформации ер образец разгрузить, а затем вновь нагрузить, то модуль упругости уменьшится тем больше, чем большей была пластическая деформация. После продолжительного во времени отдыха значение модуля Е восстанавливается. [c.40] Вообще говоря, разгрузка материала нелинейна. Нелинейной является и повторная нагрузка. Точка D на диаграмме (см. рис. 1.9) дает остаточную деформацию ер. Обычно в расчетах используется линейный закон разгрузки и за 8р принимается отрезок OD OD, что вносит в расчет определенную погрешность. Можно рекомендовать вводить в расчеты среднее значение модуля разгрузки , соответствующее прямой D, и считать, что = (sp), т. е. является функцией пластической деформации. Отличие Е, от Е на участке ОА может достигнуть 20... 25%. [c.40] При повторной нагрузке точка С характеризует переход от упругого состояния к пластическому. Соответствующее напряжение a — a t называется местным пределом текучести. Процесс увеличения местного предела текучести называют упрочнением, или наклепом. [c.40] Кривые разгрузки и повторной нагрузки образуют замкнутую кривую, называемую петлей гистерезиса. Площадь внутри петли пропорциональна той части механической энергии, которая рассеивается в виде теплоты в течение замкнутого цикла разгрузка— повторная нагрузка (см. рис. 1.9). Наличие указанного рассеивания энергии является одной из причин затухания свободных упругопластических колебаний тел. [c.40] Вернуться к основной статье