Механические свойства материалов

1.

1.1Механические свойства
материалов

2.

Испытания
на разрыв
«Из
всех
механических
испытаний
конструкционных материалов испытания на
разрыв самые обычные. Это довольно
быстрый
и
простой
способ.
Но
интерпретация результатов не так проста,
как кажется на первый взгляд» (J. J. Gilman,
1969)
a
b
Проф.Ж.- В. Понселе
(1788-1867)
d
l
Цилиндрический образец для
испытаний металлов
Сервогидравлическая
испытательная
машина «Instron 8801» (a). Стандартный
(ASTM) образец для испытаний (b)

3.

Испытания на растяжение
p
Образец, закрепленный в захватах
испытательной машины, с датчиком
деформации
y
u
Диаграмма растяжения стали
Неоднородность
деформации
a) Поле микро-перемещений, деформация 0.006-0.007
(Silicon iron); b) деформация зерен. «Модельный» материал,
Pb-Sb сплав (Panin, 1990)

4.

Испытания на разрыв
Локализация
пластической
деформации,
образование
«шейки» и
разрушение
Образование шейки после
равномерного удлинения.
Сталь
Поверхность разрушения в
шейке. Алюминиевый сплав
Слева – разрушение пластичной стали; Справа –
хрупкое разрушение без образования шейки. Чугун

5.

Некоторые дополнения к известной информации о
свойствах материалов
Ориентировочные значения модуля
упругости Е для ряда материалов
Материал
Вольфрам
Молибден
Е, Па
. 11
4,2 10
. 11
3,3 10
2.1011 (в
Сталь
среднем)
. 11
Медь
1,3 10
Алюминий
0,7.1011
. 11
Бетон
(0,1…0,3) 10
Текстолиты (0,05…0,1).1011
Резины,
0,002.1011 и
мягкие
менее
полимеры

6.

КОЭФФИЦИЕНТ ПОПЕРЕЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ
(КОЭФФИЦИЕНТ ПУАССОНА)
Ориентировочные значения
коэффициента
поперечной деформации ν
для некоторых материалов
Рис.1
поп
(1)
Материал
Сталь
Бронза
Бетон
Резина
Пробка
ν
Около 0,3
0,30-0,35
0,15-0,20
0,47
Около 0

7.

1.МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ ПРИ
РАСТЯЖЕНИИ И СЖАТИИ
Диаграмма растяжения.
Механические характеристики материалов
Материалы
хрупкие
разрушаются при
малых
деформациях
(чугун, камень, бетон)
пластичные
разрушаются при
значительных остаточных
деформациях
(малоуглеродистая сталь, медь)

8.

1.1. ПЛАСТИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
1.1.1. Растяжение пластичных материалов

9.

Рис. 1. Диаграмма деформирования
Участок OA – выполняется закон Гука, OB – упругое
деформирование, ВС – «площадка» текучести, CD – процесс
упрочнения, DE – образование шейки.

10.

Диаграмма деформирования с площадкой текучести (рис. 1)
Рис. 1
Диаграмма деформирования без площадки текучести (рис. 2)
Рис. 2
Стрелки указывают направления нагрузки и
разгрузки.
0,2 – условный предел текучести, равный
напряжению, соответствующему остаточной
относительной деформации в 0,2%.

11.

Рис. 1. Диаграмма растяжения
(диаграмма деформирования)
Рис. 2.

12.

Работа деформирования
Dl