Механические характеристики.

Механические характеристики, оценивающие прочность материала, называются характеристиками прочности, оценивающие пластические свойства - характеристиками пластичности,

3.1Характеристики прочности.

К характеристикам прочности относятся:

предел текучести физический;

предел текучести условный;

временное сопротивление (предел прочности);

предел упругости;

предел пропорциональности.

3.1.1. Предел текучести физический σ_Т - напряжение, при котором образец деформируется при практически постоянной растягивающей нагрузке или напряжение, соответствующее площадке текучести. Вычисляется физический предел текучести по формуле:

,

где F_Т – нагрузка, соотвествующая площадке текучести (см. рис. 1.3).

3.1.2. Предел текучести условный σ_0,2 - напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2 % расчетной длины образца

.

Эта характеристика определяется для тех материалов, у которых на диаграмме деформирования нет выраженной площадки текучести.

Порядок определения: рассчитать допуск на величину остаточного удлинения Δl_0,2 = 0,002 l₀, в масштабе отложить этот отрезок на машинной диаграмме (рис. 1.6, а), параллельно участку упругой деформации провести прямую до пересечения с диаграммой растяжения, измерить ординату F_0,2 на диаграмме с учетом масштаба и вычислить условный предел текучести.

3.1.3. Временное сопротивление (предел прочности) s_в - напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке F_max,предшествующей разрыву образца. Определяется делением усилия F_max (см. рис. 1.3) на начальную площадь поперечного сечения образца: .

3.1.4. Предел упругости s_0,05 - напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,05 % расчетной длины. Методика определения такая же, как и для предела текучести условного, но допуск на остаточную деформацию в 4 раза меньше (см. рис. 1.6, а): .

Этот предел упругости является условным, именно его вычисляют по диаграмме и приводят в справочниках для материалов. Физический предел упругости – это напряжение, до которого у образца не появляется остаточных деформаций, но его определение по диаграмме недостаточно точно.

3.1.5. Предел пропорциональности s_50% – напряжение, при котором отступление от линейной зависимости между нагрузкой и удлинением достигает такой величины, что тангенс угла наклона, образованного касательной к кривой "нагрузка - удлинение" в точке F_50% с осью нагрузок увеличивается на 50 % от своего значения на упругом (линейном) участке.

Порядок определения: на произвольном уровне по высоте диаграммы в пределах упругого участка или на его продолжении проводят прямую mn, параллельную оси абсцисс (рис. 1.6, б); измеряют длину а отрезка mk и откладывают отрезок kn = а /2; из начала координат в точку n проводят луч и параллельно ему касательную КT к диаграмме растяжения (при этом tg a_пц будет на 50% превышать tg a₀); ордината точки В касания с диаграммой определит искомую нагрузку F_50%.

 

 

Предел пропорциональности s_50% является условной характеристикой прочности, но именно его вычисляют по диаграмме и приводят в справочниках для материалов. Физический предел пропорциональности – это напряжение, до которого справедлив закон Гука – линейная зависимость между нагрузкой и деформацией, но его определение по диаграмме недостаточно точно.

З.1.6. Истинное сопротивление разрыву S_к - напряжение, вычисляемое путем деления разрушающего усилия F_к (см. рис. 1.3, ордината точки Т) на действительную площадь сечения в шейке образца A_к: .

Площадь A_к вычисляется по диаметру d_к (см. рис. 1.4), измеряемому на образце после разрушения.

Величина истинного сопротивления разрыву S_к больше временного сопротивления s_в.