ГЛАВА 4. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Вводные замечания.

Для оценки прочностной надежности конструкций необходимо изучить поведение материала в служебных условиях при действии внешних нагрузок, температур и т. п.

В соответствии с принятой моделью материала — моделью сплошной среды — мы отказываемся от изучения внутренней микроструктуры материала (поведения кристаллической решетки, развития дислокаций и т. д.) и будем использовать феноменологический (описательный) подход. Такой подход означает, что, не вдаваясь в сущность внутренних процессов, явление (феномен) изучается по его внешним проявлениям при различных внешних воздействиях.

Не обсуждая общности подобного метода, используемого во многих областях науки и техники, укажем, что феноменологический подход предопределяет необходимость экспериментального изучения механических свойств материалов. Эти свойства изучаются в системе опытов с образцами материалов простой формы, при воспроизведении основных особенностей нагружения.

12. Диаграммы деформирования, пределы текучести и прочности

Испытания на растяжение образцов материала.

Основным опытом для определения механических свойств материала является получение зависимости между напряжениями и деформациями при растяжении. На рис. 4.1 показана схема испытания образцов в специальных испытательных машинах. Головки образца размещаются в захватах машины, к которым прикладывается внешнее усилие Р. В процессе испытания измеряется величина усилия и средняя деформация на определенной длине образца . В результате строится зависимость между напряжениями и деформациями в образце материала:

которая называется диаграммой деформирования.

Напряжение в цилиндрической испытуемой части образца

где Р — внешнее усилие, F — площадь поперечного сечения образца — диаметр образца).

Деформация

где Z — длина контрольного участка образца после деформации.

Рис. 4.1. Схема испытания круглых образцов на растяжение