Статика Кинематика Сопромат Теория прочности Практикум по решению задач Задачи на изгиб Расчет прочности Теория упругости

Основные механические характеристики материалов

  Для количественной оценки основных свойств материалов, как правило, экспериментально определяют диаграмму растяжения в координатах s и e (рис.2.9), На диаграмме отмечены характерные точки. Дадим их определение.

Рис.2.9

 Наибольшее напряжение, до которого материал следует закону Гука, называется пределом пропорциональности sП. В пределах закона Гука тангенс угла наклона прямой s=f(e) к оси e определяется величиной Е. Разрезы Для изображения внутреннего строения детали (изделия) применяются разрезы и сечения

  Упругие свойства материала сохраняются до напряжения sУ, называемого пределом упругости. Под пределом упругости sУ понимается такое наибольшее напряжение, до которого материал не получает остаточных деформаций, т.е. после полной разгрузки последняя точка диаграммы совпадает с начальной точкой 0.

 Величина sТ называется пределом текучести материала. Под пределом текучести понимается то напряжение, при котором происходит рост деформаций без заметного увеличения нагрузки. Если необходимо различать предел текучести при растяжении и сжатии sТ соответственно заменяется на sТР и sТС. При напряжениях больших sТ в теле конструкции развиваются пластические деформации eП, которые не исчезают при снятии нагрузки.

 Отношение максимальной силы, которую способен выдержать образец, к его начальной площади поперечного сечения носит название предела прочности, или временного сопротивления, и обозначается через, sВР (при сжатии sВС).

 В табл.2 приводятся значения указанных характеристик (вкН/м2) наиболее распространенных конструкционных материалов.

  Таблица 2

Материал

sТР

sТС

sВР

sВС

Е10-8

Сталь

250000

250000

390000

-

2

Чугун

140000

310000

150000

640000

0.7

Медь

250000

250000

320000

-

1.1

Алюминий

50000

50000

840000

-

0.75

 При выполнении практических расчетов реальную диаграмму (рис.2.9) упрощают, и с этой целью применяются различные аппроксимирующие диаграммы. Для решения задач с учетом упруго-пластических свойств материалов конструкций чаще всего применяется диаграмма Прандтля. По этой диаграмме напряжение изменяется от нуля до предела текучести по закону Гука s=Еe, а далее при росте e, s=sТ (рис.2.10).

 Способность материалов получать остаточные деформации носит название пластичности. На рис.2.9 была представлена характерная диаграмма для пластических материалов.

Рис.2.10 Рис.2.11

 Противоположным свойству пластичности является свойство хрупкости, т.е. способность материала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций. Материал, обладающий этим свойством, называется хрупким. К хрупким материалам относятся чугун, высокоуглеродистая сталь, стекло, кирпич, бетон, природные камни. Характерная диаграмма деформации хрупких материалов изображена на рис.2.11.