Мультимедійний курс лекцій з опору матеріалів, страница 9

O

5. Далі (EK, до Fк) в найбільш слабкому місці виникає і розвивається локальне зменшення поперечного перерізу (шийка). Зона EK – зона місцевої текучості.

В точці K зразок раптово руйнується с різким ударним звуком, але без світлових ефектів.

13

Лекція 3 (продовження – 3.2)

• Характеристика міцності і пластичності – Розглянута вище діаграма розтягу зразка, що зв'язує навантаження з його видовженням не може безпосередньо характеризувати міцність і пластичність матеріалу, оскільки навантаження залежить від площі поперечного перерізу зразка, а видовження - від базової його довжини. Для отримання об'єктивних механічних характеристик матеріалу, що не залежать від перерізу і довжини зразка, необхідно перейти до напружень і відносних видовжень. Для цього навантаження ділиться на початкову або поточну площу поперечного перерізу зразка, а по осі абсцис відкладається відповідне відносне видовження для кожної їх характерних точок.

В результаті отримуємо діаграму напружень, подібну діаграмі розтягування :

На цій діаграмі характерні точки визначають наступні механічні властивості матеріалу : 1. Межа пропорційності σпц – найбільше напруження, до якого існує пропорційна залежність між навантаженням і деформацією (для Ст3 σпц =195-200 МПа).

2. Межа пружності σпр – найбільше напруження, при якому в матеріалі не виявляється ознак пластичної (залишкової) деформації (для Ст3 σпр =205-210 МПа).

3. Межа текучості σт – найменше напруження, при якому зразок деформується без помітного збільшення розтягуючого навантаження (для Ст3 σт =220-250 МПа).

4. Межа міцності або тимчасовий опір σв – напруження, що відповідає найбільшому навантаженню, що передбачає руйнування зразка (для Ст3 σв =370-470 МПа).

5. Дійсна межа міцності або дійсний опір розриву σд – напруження, що відповідає руйнуючій силі FK, обчислене для площі поперечного перерізу зразка в місці розриву A1 (для Ст3 σд =900-1000 МПа). Оскільки на ділянці EK утворюється шийка і площа поперечного перерізу швидко зменшується, напруження збільшується (EK1) при реєстрованому падінні зусилля.

Механізм руйнування: в області шийки утворюються дрібні поздовжні тріщини, які потім зливаються в одну центральну тріщину, перпендикулярну осі розтягування, далі тріщина поширюється до поверхні шийки, розвертаючись приблизно на 450, і при виході на поверхню утворює конічну частину зламу. У результаті виходить поверхня зламу у вигляді "конуса" і "чашки". Стадія утворення конічної поверхні показує, що матеріал на вершині тріщини починає руйнуватися за механізмом ковзання (по майданчиках максимальних дотичних напружень), характерному для крихких матеріалів.

14

Лекція 3 (продовження – 3.3)

• Діаграма стиску різних матеріалів – При стиску поводження матеріалу зразка відрізняється від його поведінки при розтягуванні.
• Діаграма маловуглецевої сталі – Початкова ділянка діаграми є прямолінійним (до точки A) і збігається з аналогічною ділянкою діаграми розтягування. Це свідчить про те, що модуль пружності у сталі можна приймати однаковим при розтягуванні і стисненні. Нелінійна ділянка до площадки текучості також збігається з подібною ділянкою на діаграмі розтягування.
• Значення межі пропорційності і межі текучості при розтягуванні і стисненні практично однакові. Площадка текучості при стисненні виражена дуже слабо і після неї крива йде все більш круто вгору внаслідок розвитку значних пластичних деформацій, що приводять до збільшення площі поперечного перерізу. Зразок сплющується приймаючи бочкоподібну форму. На цьому випробування закінчують, тому що зразок зруйнувати
• не вдасться, не вдається визначити і межу міцності.