Експериментальні дослідження властивостей матеріалів
В результаті експерименту визначаються параметри характеризують фіз. (# 965;, Е) і хутро. (# 963; упр, # 963; пропор, # 963; текучий. # 963; часів) властивості матеріалів. Фіз. властивості не залежать від напруженого стану зразка (розтягнення, вигин, крутіння), а механічні залежать. Всіх ці величини ми визначаємо по діаграмі. Варто сказати, що для початку креслимо діаграму в координатах''сіла- удлин ?? еніе''. Але для вивчення властивостей матеріалу значно зручніше мати діаграми, побудовані в координатах''напряженіе - відносна деформація'' (рис-нижче).
Поки що розтягують напруги не досягають певної величини # 963; ПЦ .. діаграма являє собою пряму лінію, ᴛ.ᴇ. відносні удлин ?? ення Е прямопропорційні удлин ?? еніем # 963 ;; тобто, до цієї межі справедливий закон Гука. напруга # 963; ПЦ. прийнято називати межею пропорційності.
А0-первісна (до деформації) площа поперечного перерізу зразка. FПЦ. - максимальна сила, до якої F пропорційно # 916; F.
Після досягнення умови пропорційності слід участок- кріволін ?? ейний, на якому присутній межа пружності.
Fупр. - максимальна сила до якої зберігаються пружні сили зразка.
Межа упругості- напруга до якого зберігаються пружні властивості матеріалу, тесть залишкова деформація при розвантаженні не виявляється.
Починаючи з момента͵ коли напруги досягти деякої величини # 963; Т .. деформації ростуть без збільшення напруги, тоесть без значного збільшення сили, і на діаграмі виходить ділянку, паралельний осі абсцис. Це явище наз. плинністю матеріалу, а напруга # 963; Т. - межею плинності. Ділянка діаграми, паралельний осі абсцис, наз. майданчиком плинності.
FT. - мінімальна сила при якій починає текти матеріал.
При подальшому розтягуванні зразка напруги, витримується зразком, наз. межею міцності, або тимчасовим опором, і позначається # 963; Т .. Ця напруга відповідає точці 3 діаграми. Подальше розтягнення зразка супроводжується зменшенням сили, що розтягує. Тобто, межа міцності представляє собою відношення найбільшої сили, яку витримує зразок, до первісної площі його поперечного перерізу.
FMAX. максимальна сила, яку витримує матеріал обраца до руйнування.
Після досягнення максимальної сили, при подальшому розтягуванні зразка деформація відбувається, головним чином, на невеликій довжин ?? е зразка. Це веде до обрзовании місцевого звуження у вигляді шийки і до падіння сили. Позначимо через FK. Величину сили, що розтягує в момент розриву, одержимо
Напруга, що допускається повинна бути определ ?? ено за формулою;
де # 963; 0 -небезпека напруга (# 963; Т. - для деталей з пластичного матеріалу, # 963; ВР. - для деталей з крихкого матеріалу)
n- коефіцієнт запасу міцності, який показує, у скільки разів напруга, що допускається менше небезпечного.
Вибір величини коефіцієнта запасу міцності залежить від стану матеріалу (хруп- дещо або пластичне), характеру прикладання навантаження (статична, динамічна, повторно-змінна) і деяких загальних факторів. До цих факторів належать;
1) неоднорідність матеріалу, а, отже, відмінність його механічних характеристик в малих зразках і деталях.
2) неточність завдання величин зовнішніх навантажень.
3) наближеність розрахункових схем і деяка наближеність розрахункових схем.
Для пластичних матеріалів в разі статичного навантаження небезпечною напругою, слід вважати межу текучості, т. Е. # 963; 0 = # 963; Т .. а n = nТ .. Тоді
Для крихких матеріалів при статичному навантаженні небезпечною напругою є тимчасовий опір і тоді
Приймають, що запас міцності nВ. = 2,5 до 3,0
Основне завдання опору матеріалів - забезпечити надійні розміри деталей, схильних до того чи іншого силового, температурному або іншому впливу. Такі розміри можна визначити з розрахунку на міцність і жорсткість. Відзначимо перш нд ?? його, що небезпека настання руйнування характеризується не стільки величинами внутрішніх зусиль і моментів в перерізі, скільки величинами нормальних найбільших і дотичних напружень, які діють в небезпечних точках перетину. в зв'язку з цим величини найбільших напружень з умови надійності роботи деталі вкрай важливо обмежувати деякими допустимими напруженнями. Допустимі напруги можна позначати [# 963; +] - при розтягуванні, [# 963; -] -при стисканні
Так допустимі напруження можна знаходити з формул запасу міцності.