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

Лабораторная работа

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ УПРУГОЙ ДЕФОРМАЦИИ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Мотивационная характеристика темы: Элементы различных протезов (стоматологических мостов, съемных челюстей, искусственных зубов и т.д.), а также все элементы челюстно-лицевого аппарата человека при функционировании подвергаются воздействию внешних сил, в результате чего возникают деформации. Изучение законов упругой деформации играет важную роль при выборе материалов для протезирования. В качестве основных конструкционных материалов в стоматологии используют специальные сплавы, например, стали - железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода до 1,7%.

Поэтому изучение на практике упругих свойств нержавеющей стали, применяемой в зубопротезной технике имеет определенный интерес.

Цель лабораторной работы: Построить диаграмму напряжений для стали 1Х18Н9Т. На линейном участке диаграммы определить модуль упругости стали.

К работе необходимо:

Литература

1.   Кортуков Е.В. и др. Основы материаловедения 1988г, М, стр.7-27

2.  А.И.Рыбаков «Материаловедение в стоматологии» 1984г. Гл.II, стр.109-117, гл. IX стр. 372-373, 386-387

3.  А.И.Самохоцкий и другие «Материаловедение» 1990г. Гл.III/ §1 стр.70-73, §2 стр.82-86.

4.  М.М.Гернер и другие «Основы материаловедения по стоматологии» 1969г. Гл.II, стр.92-98, гл.Х стр. 252-254, 258-259.

Тестовые задания для определения исходного уровня знаний.

1. Виды деформаций и их основные характеристики.

2. Закон Гука, модуль упругости, коэффициент Пуассона.

3. Механические методы испытания материалов.

4. Устройство оптического микроскопа, увеличение, разрешающая способность, апертурный угол.

5. Устройство катетометра КМ-8, определение удлинений.

6. Порядок выполнения лабораторной работы.

Информационный блок.

Отличительным признаком твердых тел является их свойство сохранять свою форму. Однако под действием внешних сил твердые тела могут менять свою форму и размеры, т.е. деформироваться, а при достаточно сильных или длительных воздействиях разрушаться.

Различают упругую и пластическую деформацию. УПРУГОЙ называется деформация, которая устраняется после снятия нагрузки. Остаточных изменений структуры и свойств материала она не вызывает.

ПЛАСТИЧЕСКОЙ называют такую деформацию, которая не устраняется после снятия нагрузки. Она вызывает необратимые изменения структуры и свойств материала. Мерой пластичности является степень удлинения материала при нагрузке до разрыва.

К пластичным материалам относятся медь, латунь, серебро, золото. К слабо пластичным – нержавеющие стали. На появление того или иного вида деформации большое влияние оказывают действующие в теле напряжения (т.е. значение внутренних сил, отнесенных к единице площади сечения, на которые эти силы действуют), которые зависят от приложенных сил (чем больше площадь поперечного сечения, тела, тем меньше напряжения в нем возникают при одном и том же значении приложенных сил).

При осевом растяжении (рис.1) напряжение s в его поперечном сечении определяется отношением действующей (перпендикулярно к сечению) растягивающей силы F к площади поперечного сечения S.

s=F/S

Все элементы челюстно-лицевого аппарата человека при функционировании подвергаются воздействию внешних сил. В результате чего эти элементы изменяют свою форму, т.е. деформируются. Вот почему очень важно изучение законов деформации. Еще в 1660 г. английским физиком Р.Гуком была установлена зависимость между абсолютным удлинением стержня, его длиной и площадью поперечного сечения от величины приложенной внешней силы.

Рис. 1

             (1)

где                          Dℓ – абсолютное удлинение;

                                F – внешняя сила;

                                ℓ– первоначальная длина;

                                S- -площадь поперечного сечения;

                                E - постоянная величина (характеризующая упругие свойства материала)

Абсолютное удлинение стержня при упругих деформациях прямо пропорционально произведению деформирующей силы на длину стержня и обратно пропорционально площади его поперечного сечения эта зависимость получила название закон Гука.

Деформации, подчиняющиеся закону Гука, называются УПРУГИМИ.

Учитывая, что в формуле (1) величины ℓ, S, E для данного образца постоянны, то можно сделать вывод, что абсолютное удлинение при упругих деформациях прямо пропорционально деформирующей силе.