Изучение законов упругой деформации конструкционных стоматологических материалов. Методы изучения механических свойств материалов, страница 2

Наиболее полную картину поведения материала под воздействием внешних сил дает диаграмма напряжений (рис.2):

зависимость относительного удлинения            Е=Dℓ /ℓ             (2)

от напряжения              s=F/S                      (3).

На этой диаграмме определяются основные механические характеристики материала:

1.  Предел упругости;

2.  Предел текучести;

3.  Предел прочности;

4.  Напряжение при разрыве;

5.  Работа, затраченная на разрыв

s_у - предел упругости.

s_т – предел текучести

s_п – предел прочности

                 Рис.2

Линейный участок этой диаграммы  (ОА) соответствует упругой деформации растяжения, характеризуемый законом Гука и в этих пределах линейной зависимости (между напряжением и деформацией) выполняется соотношение:

σ/ε =tga=E (Н/мм²)          (4)

На линейном участке определяется одна из основных механических характеристик материала – модуль упругости (модуль Юнга), численно равный tga и характеризующий сопротивляемость материала при растяжении. Это постоянная величина, зависящая только от материала и его физического состояния.

Соответственно трем основным видам деформирования ( растяжению, сжатию и сдвигу) различают три модуля упругости: модуль упругости при растяжении, модуль упругости при сжатии, модуль сдвига.

В системе СИ единицей напряжения является Паскаль Па (Н/м²). В практических расчетах удобнее измерять в мегапаскалях Мпа (Н/мм²). В технике часто модуль Юнга измеряют в кгс/мм² (1кгс/мм²=9,8МПа-10Мпа).

В данной лабораторной работе испытание прочности материала на разрыв не проводится и диаграмма напряжений не строится, а исследуется прямолинейный участок диаграммы растяжения (зависимость между приложенной нагрузкой и возникающим удлинением образца, т.е.F от Dℓ)

По построенной диаграмме, используя конечные значения F и Dℓ вычисляются s и e и определяется модуль упругости.

В качестве исследуемого материала используется проволока из нержавеющей стали марки 1Х18Н9Т, применяемой в ортопедической стоматологии в качестве конструкционных материалов.

Промышленностью выпускается проволока с различным диаметром от 0,6 до 2,0 мм.

В съемных протезах из стальной проволоки изготавливают кламмера различной конструкции, выполняющие функцию укрепления протеза на зубах.

В челюстно-лицевом протезировании из проволоки различного диаметра изготавливают шины, металлические каркасы для пластмассовых шин и с его помощью укрепляют шины на зубах.

Приборы и принадлежности:

1.  Катетометр КМ-8

2.  Образцы проволоки из нержавеющей стали.

3.  Набор грузов

Порядок выполнения работы

Задание 1. Определение модуля упругости конструкционных стоматологических материалов.

а) Определение модуля упругости стальной проволоки ℓ=1400 мм и  d= 0,6 мм (образец №1).

1.  Подготовить к работе катетометр (согласно инструкции по эксплуатации)

2.  Подвесить подставку с первоначальным грузом (F=500г) на проволоку под №1.

3.  Расстопорить винты 6,15 и поочередно перемещая измерительную каретку 5 за нижнее основание, а рукоятками 17 поворачивая колонку 18, установить окуляр зрительной трубы по центру металлической пластинки под номером 1, застопорить винт 15

4.  Навести на резкость изображения пластинки винтом 12

5.  Наблюдая в окуляр, совместить изображения концов пузырька уровня (правая шкала) винтом 4