Испытание материалов при растяжении

В расчетах прочности стержней при растяжении и сжатии необходимо знать механические свойства материалов. Эти свойства выявляются при испытаниях образцов на растяжение под нагрузкой. График зависимости между растягивающей силой F и удлинением образца Δ L называют диаграммой растяжения.

Диаграмму можно условно разделить на четыре зоны. Первая зона называется зоной упругости, здесь свойства материала на участке ОА подчиняются закону Гука. Вблизи точки А можно отметить точку К, в которой после снятия нагрузки (разгрузки) в образце возникает остаточная деформация. Напряжение в точке К называют пределом упругости. Практически величина предела упругости близка к пределу пропорциональности материалов. Вторая зона KD называется зоной общей пластичности. Для нее характерно существенное увеличение деформации (длины) образца без заметного увеличения напряжения (нагрузки). В этой зоне для некоторых материалов (например, малоуглеродистой стали) наблюдается почти горизонтальный участок — площадка текучести (отрезок CD диаграммы). Третья зона DB – зона упрочнения; здесь удлинение образца более интенсивное по сравнению с зоной ОК. Если разгрузить образец в любой точке F этой зоны, то при последующем нагружении материал приобретает способность воспринимать без остаточных деформаций большие нагрузки. Явление повышения упругих свойств материала в результате предварительного пластического деформирования носит название наклепа или нагартовки и широко используется в технике. Так, например, цепи и тросы грузоподъемных машин, а иногда болты и пружины подвергают предварительному растяжению силами, превышающими рабочие, для того чтобы избежать остаточных удлинений в дальнейшем. Проволока, полученная волочением, выдерживает большие нагрузки, чем материал, из которого она изготовлена. Наклеп может быть снят термической обработкой — отжигом. Для этого материал нагревают до известной температуры, выдерживают при этой температуре в течение определенного времени, а затем медленно охлаждают. Четвертую зону ВМ называют з о ной местной текучести. Здесь удлинение образца происходит с уменьшением силы и сопровождается образованием местного сужения — шейки. При этом среднее напряжение в поперечном сечении шейки возрастает. В точке М на­ступает разрушение образца. У многих материалов разрушение происходит без заметного образования шейки.