15. Материалдардың механикалық қасиеттері

Материалдардың сыртқы жүктемеге (әсерге) қарсылығын сипаттайтын және олардың жүктеме әсерінен деформациялану қабылетін, сонымен бірге жүктеме әсерінен қирау кезіндегі ерекшеліктерінің көрсеткіштер жиынтығы материалдардың механикалық қасиеттерін құрайды, яғни материалдардың сыртқы деформациялаушы не қиратушы күштердің әсеріне қарсы тұру қабылетін сипаттайды. Механикалық қасиеттер көрсеткіштерінің мәндері заттардың тұрақты физикалық шамалары болмайды; олар бұйымның пішіні мен өлшеміне, сынақ жағдайына, қоршаған орта құрамына т. б. тәуелді болады.   Механикалық қасиеттердің негізгі сипатамасы - кернеу мен деформация. Материал үлгісі не бұйымның көлденең қимасының бірлік ауданына түсірілген күшті(жүктемені) - кернеу (σ) деп  айтады. Көпшілік материалдардың(металдар мен олардың қорытпалары, полимерлер мен керамикалар, ағаштар мен маталар т.б.) механикалық қасиеттері сынау арқылы тағайындалады.

Деформация (ε) деп – сыртқы күштер әсерінен, дене бөлшектерінің орын ауыстыру нәтижесінде дененің сыртқы пішіні мен өлшемдерінің өзгеруін айтады. Дене деформацияланған кезде серпімді денеде сыртқы күштерге(жүктемеге)  қарсы бағытталған серпімді күштер пайда болады. Деформацияны көпшілік жағдайда өлшемсіз шамалармен(салыстырмалы ұзаруы, бұрылу бұрышы т.б.) сипаттайды.

Серпімділік(упругость)деп -  дененің жүктеме әсерінен деформациялануын және жүктеме әері тоқтағаннан кейін дененің бастапқы формасы мен өлшемдеріне қайта келу қасиетін айтады.

Беріктік(прочность) – бұл материалдың сыртқы күштер әсерінен туындайтын ішкі қиратушы не деформациялаушы  кернеулерге қарсылық қабілеті. Сыртқы жүктемелер әсерінен мысалға ғимраттар мен құрылыстар, заттар мен оны құрайтын бөліктері, түрлі ішкі кернеуліктер(сығылу, созылу, иілу т.б.) әсеріне ұшырайды. Беріктік көптеген материалдар- дың негізгі  механикалық қасиеттері  болып табылады. Оның шамасынан берілген материалдан жасалған элементтің, берілген қимасына  түсірілетін жүктеменің шамасы анықталады.

Иілгіштік(пластичность) – материалдың сыртқы жүктеме әсерінен бүлінбей сыртқы пішіні мен өлшемін өзгерту және әсер тоқтағанда қайта бастапқы пішіні мен өлшеміне қасиетін айтады.

Қаттылық (твердость) – материалдың басқа одан да қатты материалың өзіне енуіне(тесіп кіруіне) қарсы тұру қасиеті.

Қатаңдық (жесткость) – материалдың түсірілген жүктеме әсерінен майыспау қасиеті.

Морт сынғыштық(хрупкость) – материалдың сыртқы күштер әсерінен еш бір пластикалық деформациясыз өте тез қирау қасиеті.  Морт сынғыш материалдарға шыны, шойын, тастар, т.б. жатады.

Тұтқырлық(вязкость)- пластикалық деформацияға ұшырау кезінде материалдардың энергияны қайтымсыз жұту қасиеті.

Морттық- қатты денелердің механикалық әсер ету кезінде айтарлықтай пластикалық деформациясыз қирау қабілеті.

Дислокациялар- атомдық қабаттардың тордағы ретін бұзатын үзілген немесе сырғыған түріндегі түзулік бұрмалану. Олар бүйір және винттік болады.

Статикалық жүктеу- деп бір рет түсірілетін бір қалыпты және нольден өзінің максимал нүктесіне дейін салыстырмалы баяу жүктеуді айтады.

Динамикалық жүктеу – бір рет түсірілетін материалға шапшаң және нольден шамаға дейін үлкен жылдамдықпен әсер ететін жүктеуді айтады.

Қайталама-айнымалы жүктеу –бұл материалға бірнеше рет түсірілетін жүктеу, бұл кезде жүктеу жылдамдығының өсуі мен түсуі әртүрлі болуы мүмкін.