Краткий курс теории:

На большинстве машин имеется приспособление, называемое диаграммным прибором, с помощью которого на листе бумаги вычерчивается зависимость (график) между удлинениями, полученными образцом, и нагрузками, соответствующими этим удлинениям. По вертикальной оси откладывается в определённом масштабе действующая на образец растягивающая сила F, а по горизонтальной оси - абсолютные удлинения ∆l. Для изучения механических свойств материала удобнее диаграмма в координатах «напряжение – относительное удлинение» (σ, ε).

Поскольку нормальное напряжение σ вычисляется по первоначальной площади поперечного сечения Ао, которая, в процессе нагружения образца уменьшается, а ε находится в предположении равномерного распределения продольных деформаций, то диаграмма σ-ε называется условной.

Тангенс угла φ между наклонной прямой 0А и горизонтальной координатой ε равен модулю нормальной упругости:

Точка А на диаграмме соответствует пределу пропорциональности.

Пределом пропорциональности σ_пц называется, то наибольшее напряжение, до которого деформации растут пропорционально нагрузке, т.е. справедлив закон Гука.

Точка В соответствует другому пределу, который называется пределом упругости, практически соответствующей пределу пропорциональности.

Пределом упругости σ_уп называется максимальное напряжение, до которого в материале появляются только упругие деформации. Предел упругости подавляющего большинства материалов практически совпадает с пределом пропорциональности, и по этому их обычно считают одинаковыми.

Точка С соответствует пределу текучести σ_т.

Пределом текучести σ_т называется напряжение, при котором деформации увеличиваются без увеличения нагрузки.

Явление текучести металлов связано с изменением внутренней структуры и представляет собой результат необратимых смещений ионов и атомов в кристаллической решётке зёрен металла и протекает в основном путём скольжения и двойникования. Качественная сторона явления текучести проявляется в виде сетки нитей (линий Людерса-Чернова), которые появляются на полированной поверхности растянутого образца, направленных под углом около 45° к оси образца. Эти линии являются следами скольжения слоев, по которым действуют наибольшие касательные напряжения.

Точка Е соответствует пределу прочности σ_в.

Пределом прочности называется отношение наибольшей растягивающей силы, которую выдерживает образец, к первоначальной площади поперечного сечения Ао, т.е._.

Следовательно, предел прочности сечения σ_в является условной величиной, которая меньше истинного напряжения прочности, так как к этому моменту деформирования образца его. действительная площадь сечения меньше первоначальной.

После достижения предела прочности характер относительных продольных удлинений изменяется. Они концентрируются в одном месте на небольшой длине, где происходит местное сужение образца и образуется так называемая шейка, в пределах которой затем происходит разрыв образца. Это соответствует точке К на диаграмме.