Закон Гука. Удлинение стержня.

Между напряжением и малой деформацией существует линейная зависимость, называемая законом Гука. Для растяжения (сжатия) она имеет вид σ=Еε, где Е – коэффициент пропорциональности, модуль упругости.

Е – напряжение, которое вызывает деформацию .

Закон Гука для растяжения (сжатия) стержня.

Δl=Fe/EA=λF, где λ – коэффициент продольной податливости стержня.

ЕА – жесткость сечения стержня при растяжении.

Для стержня переменного (ступенчатого) сечения удлинение определяется по участкам (ступеням) и результаты суммируют алгебраически:

Диаграмм испытания материала.

В расчетах прочности стержня при растяжении и сжатии необходимо знать механич. Свойства материала, которые выявляются при испытаниях образцов на растяжение под нагрузкой. Испытание на растяжение позволяет судить о поведении материала и при сжатии, сдвиге, кручении и изгибе. График зависимости между растягивающей силой F и удлинением образца Δl называют диаграммой растяжения.

диаграммой растяжения.

Для исключения зависимости от размеров диаграмму перестаивают в координатах σ – ε.

Характеристики прочности и текучести.

Т.А – участок пропорциональности (закон сохранения Гука).

До т. С – текучесть материала.

Т. В – max значение.

Зоны:

ОА – упругости,

АД – пластичности,

ДВ – упрочения,

ВМ – местной текучести.

В зоне ОА справедлив закон Гука

Величина предела упругости близка к пределу пропорциональности.

Зона АД – зона общей пластичности. Для нее характерно существенное увеличение деформации (длины) образца без заметного увеличения нагрузки – площадка текучести (СД). Образование пластичной деформации вызвано сдвигом в кристаллической решетке.

Для оценки напряженности используют характеристику механ. свойств материала – предел текучести  - напряжение, при котором в материале появляется заметное удлинение без увеличения напряжения.

Предел прочности.

Зона ДВ – зона упрочения; здесь удлинение образца возрастает более интенсивно с увеличением нагрузки по сравнению с зоной ОА. В т. В напряжение σ достигает максимума.

Если нагрузить образец в т. F, то при последующем нагружении материал приобретает способность воспринимать без остаточных деформаций воспринимать большие нагрузки.

Явление повышения упругих свойств материала в результате предварительного деформирования носит название наклепа.

Зону ВМ называют зоной местной текучести. Здесь удлинение образца происходит с уменьшением силы и сопровождается образованием местного сужения – шейки. Напряжение в поперечном сечении шейки возрастает. В т. М наступает разрушение образца. Максимальное напряжение на диаграмме, которое способен выдержать образец, называют пределом прочности  (временное сопротивление).

Пластичность и хрупкость.

Под пластичностью понимают способность материала получать большие остаточные деформации без разрушения.

Хрупкость - способность материала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций.