конструкций, машин и механизмов необходимо знать прочностные и деформационные свойства
материалов. Их определяют экспериментально на специальных испытательных машинах. Из всех прочих свойств (твердость, сопротивляемость ударным нагрузкам, противодействие высоким или низким температурам и т.п.) основными является сопротивление на растяжение и сжатие, дающие наибольшую и важнейшую информацию о механических свойствах металлов.Испытание на растяжение – проводят на разрывных или универсальных машинах, имеющих специальные
захваты для передачи усилия. Используются стандартные образцы специальной формы
(l0 – длина рабочей части, l0/ a0 = 5 – короткие, l0/ a0 = 10 – длинные):
При испытаниях на сжатие применяются цилиндрические образцы
с отношением высоты к диаметру h/d = 1,5 – 3.
Образцы устанавливаются на опорную поверхность
с использованием смазки для ослабления влияния
сил трения.
Диаграммы растяжения пластичных и хрупких материалов – Характерной
диаграммой пластичных материалов является диаграмма растяжения низкоуглеродистой
стали (< 0,25% С):
Все машины снабжены устройством для автоматической записи
в определенном масштабе диаграммы-графика зависимости величины
растягивающей силы от удлинения образца.
Современные машины компьтеризированы и имеют средства управления процессом
нагружения по различным задаваемым программам, вывода данных на экран
и сохранения их в файлах для последующей обработки:
1. В начальной стадии (OA, до Fпц) нагружения удлинение
растет прямопропорционально величине нагрузки
(на этой стадии справедлив закон Гука):
O
A
2. Далее (AB, до Fуп) деформации начинают расти чуть
быстрее и не линейно, но остаются малыми и упругими
(исчезающими после снятия нагрузки).
B
3. При дальнейшем нагружении (BС, до Fт) криволинейная часть переходит
в горизонтальную площадку CD, на которой деформации растут без увеличения
нагрузки (текучесть). Зона BCD – зона общей текучести.
С
D
4. При дальнейшем нагружении (DE, до Fмакс) изменяется структура металла и материал
вновь может воспринимать возрастание нагрузки (упрочнение) вплоть до максимальной.
E
5. Далее (EK, до Fк) в наиболее слабом месте возникает и развивается локальное
уменьшение поперечного сечения (шейка). Зона EK – зона местной текучести.
K
Fк
В точке K образец внезапно разрушается
с резким ударным звуком, но без световых эффектов.