МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ Классификация механических испытаний По

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ

Классификация механических испытаний По характеру нагрузки Статические Динамические Повторно-переменные По виду нагружения Растяжение Сжатие Сдвиг Кручение Изгиб Упругость – свойство твердого тела восстанавливать свою форму и объем после снятия нагрузки. Пластичность – свойство твердого тела, не разрушаясь, получать пластическую деформацию. Хрупкость – способность твердого тела к разрушению без заметных пластических деформаций. Прочность – способность тела без разрушения сопротивляться нагрузкам. Тела, предназначенные для испытаний, называются образцами.

А Растяжение-сжатие Образцы для испытаний на растяжение ГОСТ ℓ 0 – расчетная длина (однородное напряженное состояние) 3

Диаграмма растяжения образца малоуглеродистой стали F E Fmax Практически горизонтальная линия Fт Fуп Fпц B A C А ОА – участок пропорциональности (закон Гука). K AВ – участок упругости. ВС – площадка текучести(заметные пластические деформации). СЕ – участок упрочнения. ЕК – зона разрушения. 0 ∆ℓ 4

Диаграмма растяжения материала малоуглеродистой стали σ1 = F / А 0 σпц≈ σуп B σпц =Fпц/А 0– предел пропор- E – C σпч(σв) A σпц σуп Участок ОА: σ1= Eε 1 K σт =FТ/А 0– предел текуче-сти – напряжение, при котором появляются заметные пласти-ческие деформации без замет-ного увеличения нагрузки. σт α tgα = E циональности – наибольшее напряжение, до которого деформации пропорциональны напряжениям. σуп =Fуп/А 0 предел упру-гости – напряжение, до которого материал не получает пласти-ческих деформаций. σпч =Fmax/А 0– предел прочности σпч – максимальное напряжение, выдерживаемое материалом при растяжении. ε 1 = ∆ ℓ / ℓ о , % 5

А Диаграмма растяжения Условный предел текучести σ Для материалов, не имеющих ярко выраженной площадки текучести определяется условный предел теку-чести напряжение, при котором пластическая деформация равна какой-то величине (допуску). σ0. 2 Если ε, % 0. 2 εост= 0. 002 или 0. 2% то усл. предел тек. - σ0. 2 Если εост= 0. 005 или 0. 5% то усл. предел тек. - σ0. 5 6

А Диаграмма растяжения Разгрузка и повторное нагружение σ М ● σ′уп εпон= εуп + εпл σуп После разгрузки и повторного нагружения: σ′уп > σуп εпл εуп εполн ε, % Повышение упругих свойств в результате пластического деформирования – наклеп. Наклеп играет положительную роль(повышение уп-ругих свойств проволоки, канатов, упрочнение поверхностного слоя детали), и может быть вреден (токарная обработка-нарушает однородность) 7

Деформационные характеристики -способность к образованию остаточных деформаций. E σ Остаточное удлинение образца при разрыве K B C δ = A ℓ кон - ℓ 0 · 100% Относительное суже-ние образца в шейке δ δ ≈ ψ – материал не образует шейки. ε, % ψ= Акон – А 0 δ 5 , δ 10. А 0 кратность образца · 100% 8

Диаграмма растяжения Деформационные характеристики в большинстве случаев не являются расчетными, но вместе с σТ и σПЧ являются базовыми и в справочной литературе располагаются вместе с механическими характеристиками. Пластичные и хрупкие материалы Условная классификация: Пластичные материалы: Хрупкие материалы: δ ≥ 5% , δ < 5% , Ψ ≥ 10%. Ψ < 10%. Пластичные материалы: малоуглеродистая сталь (δ =20 – 40 %); алюминиевые сплавы (δ = 8 -20 %). Хрупкие материалы: чугун, инструментальная сталь, стекло, кирпич. 9

Испытание на сжатие Образцы для испытаний на сжатие 10

Диаграмма сжатия Пластичные материалы Хрупкие материалы σ σ σПЧ σ+ ПЧ ε, % Образец расплющивается, σПЧ отсутствует. ε, % σПЧ > σПЧ+ 11