ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Диаграмма растяжения и ее характерные точки из "Сопротивление материалов " Поведение материала прп растяжении лучше всего уясняется из рассмотрения кривой, называемой диаграммой растяжения или диаграммой испытания материала, представляющей зависимость между напряжением и деформацией при растяжении. Ее получают обычно из диаграммы в координатах сила растяжения Р и абсолютное удлинение образца Д/. Диаграмма Р, А/ вычерчивается самопишущим прибором или строится па основании ряда последовательных показаний величин нагрузки и соответствующих им увеличений длина образца. На оси ординат откладываются в масштабе силы, замеренные в различные моменты испытания, а на оси абсцисс — удлинения. [c.32] На оси абсцисс откладывают вместо абсолютных относительные удлинения е. [c.32] Точки получаемой таким образом диаграммы растяжения характеризуют состояние образца в различные моменты испытания, а вся диаграмма дает связь между напряжениями и относительными деформациями образца за все время испытания. [c.32] На рис. 17 приведена диаграмма растяжения мягкой стали. Перейдем к рассмотрению ее характерных точек. [c.32] Следовательно, пределом пропорциональности называется то наибольшее напряжение, до которого деформации в материале растут пропорционально напряжениям. Напряжение, соответствующее пределу пропорциональности, обозначается а . [c.33] числовая величина модуля упругости первого рода может быть определена в масштабе диаграммы как тангенс угла наклона прямолинейного участка ОА к оси абсцисс. [c.34] Предел упругости. При проектировании какой-либо конструкции иногда бывает важно знать напряжение, вызывающее в материале первые остаточные деформации. Очень точные измерения показали, что и весьма упругие материалы, даже при самых небольших напряжениях, получают остаточные деформации. Но величина последних настолько мала, что они не имеют практического значения. С увеличением напряжения растут и остаточные деформации. Пределом упругости называется такое напряжение, при котором в материале получается остаточная деформация, равная наперед заданной малой величине (0,002%—0,005% первоначальной длины образца). [c.34] Предел упругости обозначается Определение предела упругости довольно сложно. Оно требует очень точных и длительных испытаний. Практически величина предела упругости, например для стали, очень близка к пределу пропорциональности, а потому точку А, соответствующую пределу пропорциональности, считают совпадающей с точкой, соответствующей пределу упругости (что и показано на рис. 17). Далее, с повышением напряжения кривая растяжения, поднимаясь вверх, отклоняется от прямой, плавно поворачивая вправо к точке С. [c.34] Предел текучести (критическая точка). Некоторые материалы, как, например, мягкая сталь, на диаграмме растяжения несколько выше предела пропорциональности, начиная от точки С, дают участок, на котором удлинения начинают расти без увеличения напряжения. Это явление называется текучестью материала. Пределом текучести называется такое напряжение, при котором в материале появляется заметное удлинение без увеличения напряжения. Предел текучести обозначается а . Точка С диаграммы, соответствующая пределу текучести, называется критической точкой. Иногда вместо горизонтального участка диаграммы получается даже наклонный (вправо и вниз). [c.34] Многие материалы, например легированные стали, не имеют ясно выраженного предела текучести. Диаграмл 3 растяжения таких материалов плавно переходит с упругой части на часть, где получаются большие остаточные дефор чации. Для таких материалов предел текучести устанавливается чисто условно. Пределом текучести для них считается то напряжение, при котором они получают остаточную деформацию, равную наперед заданной величине. Поэтому, говоря о пределе текучести таких материалов, надо указывать и соответствующее остаточное относительное удлинение. Обычно принято считать пределом текучести напряжение, соответствующее остаточному относительному удлинению, равному 0,2%. [c.35] При растяжении материалов с резко выраженным пределом текучести легко заметить момент его наступления. Например, если на разрывной машине имеется стрелка для указания растягивающих усилий, то в момент достижения в материале предела текучести стрелка перестает смещаться и некоторое время остается на одном и том же делении, хотя деформации образца продолжают расти. [c.35] Кроме того, наступление предела текучести в материале можно заметить, наблюдая за самим образцом. Полированная поверхность образца при достижении предела текучести тускнеет и постепенно делается матовой. При более тщательном рассмотрении поверхности можно заметить появление линий, наклоненных к оси образца примерно на 45 (рис. 18). Количество этих линий, называемых линиями Людерса, постепенно растет, и поэтому поверхность образца делается матовой. Появление этих линий и распространение их по всей длине образца свидетельствует о происходящих сдвигах кристаллов материала. [c.35] Предел прочности. За пределом текучести диаграмма растяжения делается криволинейной (в основном выпуклой кверху) и, как мы уже сказали, деформации образца начинают расти быстрее напряжений. [c.36] Так как с Появлением шейки поперечное сечение в этом месте делается все меньше и меньше, то деформация образца происходит Рис. 19. при уменьшающейся нагрузке. Предел прочности является очень важной характеристикой прочности материала, и особенно важное значенне он имеет для хрупких материалов, таких, как чугун, закаленная и холоднотянутая сталь н т. п., которые получают сравнительно небольшие деформации при разрушении. При напряжении, соответствующем точке D (см. рис. 17), образец разрывается. Напряжение в момент разрыва образца по диаграмме растяжения лежит ниже, чем предел прочности. Это объясняется тем, что напряжения ыы условились относить к первоначальной площади поперечного сечения образца. На самом же деле в момент разрыва образца в материале будет наибольшее напрял1ение, так как площадь сечения аа (рис. 19) в этот момент достигает минимума. Это напряжение иногда называют истинным пределом прочности. [c.36] Пластичность материала. Кроме предела текучести и предела прочности, характеризующих механические свойства материала, очень важной характеристикой является пластичность материала. [c.37] Обычно говорят о пластичном и хрупком материале в зависимости от того, большие или малые остаточные деформации получаются в образце при его разрыве. [c.37] На рис. 20 приведены для сравнения диаграммы pia -тяжения пластичного материала (мягкая сталь) и хрупкого материала (чугун). Из сравнення этих диаграмм видна, что хрупкий материал разрушается при небольшой относительной деформации и не имеет площадки текучести. [c.37] Однако следует заметить, что в зависимости от напряженного состояния, скорости деформирования, температуры и других условий пластичность материала изменяется. Материал, показывающий себя хрупким при растяжении при обычной температуре, может вести себя в других условиях, как пластичный, и наоборот. [c.38] Упругая часть деформации за пределом упругости пропорциональна напряжению, определяемому отрезком От. [c.38] Вернуться к основной статье