Механі́чні власти́вості матеріа́лу (англ. mechanical properties of materials) — сукупність показників, що характеризують здатність матеріалу чинити опір навантаженням, які діють на нього та його здатність до деформування при цьому, а також особливості його поведінки у процесі руйнування.
Загальні поняття
Одиниці вимірювання
Механічні властивості матеріалу можуть вимірюватись напруженнями (зазвичай у МПа чи МН/м²), відносними деформаціями (у %), питомою роботою деформування та руйнування (зазвичай у МДж/м²), швидкістю розвитку процесу руйнування при статичних чи циклічних навантаженнях (переважно, у мм/с чи в мм за 1000 циклів повторень навантажування, мм/кцикл). Механічні властивості матеріалу визначаються при механічних випробуваннях зразків різної форми в умовах різних способів навантажування.
Види навантажень
У загальному випадку матеріали в конструкціях можуть зазнавати різних за видом навантажень, що спричиняють появу різних видів деформацій: розтягу, стискання, згину, кручення, зсув тощо або їх сукупності. Різноманітними є і умови експлуатації матеріалів за температурою, видом навколишнього середовища, швидкістю прикладання навантаження та законом його зміни у часі. Тому існує багато показників механічних властивостей і, відповідно, багато методів механічних випробувань. Для металів та конструкційних пластмас найпоширенішими є випробування на розтягування, твердість, згинання та ударний згин; крихкі конструкційні матеріали (наприклад, скло, кераміку, металокераміку) переважно випробовують на стискання і статичний згин; механічні властивості композиційних матеріалів важливо оцінювати, також, в умовах випробування на зсув або кручення.
Властивості матеріалів при статичному навантаженні
Діаграма деформування
Загальновідомо, що прикладене навантаження до зразка з досліджуваного матеріалу викликає появу у ньому деформації. Взаємозв'язок навантаження і деформації описуються так званою машинною діаграмою деформування. Спочатку деформація зразка (при розтягуванні — приріст довжини Δl) є пропорційною зростаючому навантаженню P, далі у певній точці ця пропорційність порушується, однак для збільшення деформації необхідним є подальше зростання навантаження Р; при Δl>Δlв деформація розвивається при поступовому спаданні навантаження і завершується руйнуванням зразка.
Оцінювання опору матеріалу деформуванню механічними напруженнями, що характеризують навантаження, яке припадає на одиницю площі поперечного перерізу зразка є зручнішим і у більшій мірі універсальним.
Вид діаграми деформування не зміниться, якщо по осі ординат відкладати напруження
а по осі абсцис — відносне видовження
де A0 і l0 — відповідно початкова площа поперечного перерізу і розрахункова довжина зразка. Діаграма деформування, отримана таким способом, називається умовною діаграмою деформування, оскільки умовно вважається, що площа поперечного перерізу є сталою у процесі випробування.
На базі такої діаграми для металевих матеріалів визначають такі механічні характеристики:
Для крихких матеріалів руйнування (границя міцності) досягається раніше від інших границь, тому перші три поняття з чотирьох приведених вище для крихких матеріалів втрачають зміст.
У конструкційних неметалевих матеріалів (пластмаси, гуми) прикладене навантаження може викликати пружну, високоеластичну і залишкову деформації. На відміну від пружної, високоеластична деформація зникає не зразу після розвантаження, а протягом певного часу.
Пружні властивості
У пружній області напруження і деформація пов'язані коефіцієнтом пропорційності. При розтягуванні
де Е — модуль Юнга, що чисельно дорівнює тангенсу кута нахилу прямолінійної ділянки кривої до осі деформацій.
При випробуваннях на розтягування циліндричного чи плаского зразка одновісному напруженому стану відповідає тривісний здеформований стан. Співвідношення між поперечною і поздовжньою деформаціями (коефіцієнт Пуассона) в межах пружності для основних конструкційних матеріалів перебуває у достатньо вузьких межах (μ = 0,27…0,3 для сталей, μ = 0,3…0,33 для алюмінієвих сплавів). Коефіцієнт Пуассона є однією з основних розрахункових характеристик. Коли відомі μ і E, можна розрахунковим методом визначити модуль зсуву і модуль об'ємної пружності:
- ; , відповідно.
Опір пластичному деформуванню
При навантаженнях, що перевищують границю пружності поряд із зростаючою пружною деформацією з'являється помітна незворотна пластична деформація. Напруження, при якому залишкова відносна деформація при розтягуванні досягає заданої величини (зазвичай, 0,2%) називається умовною границею плинності і позначається σ0,2.
Крива розтягування конструкційних металів може мати максимум або обриватись при досягненні найбільшого навантаження Рв’. Відношення
характеризує границю міцності (тимчасовий опір) матеріалу. За наявності максимуму на кривій розтягування в області деформацій, менших від деформацій, що відповідають максимуму зразок деформується рівномірно по усій розрахунковій довжині l0, зберігаючи свою форму. На ділянці діаграми для деформації, що перевищує деформацію для максимуму, форма зразка зазнає зміни, що спричиняється появою «шийки» та зосередження деформування в окремому місці зразка. Зменшення перерізу у шийці компенсує з надлишком зростання опору від деформаційного зміцнення матеріалу, що і обумовлює спадання навантаження на цій ділянці.
У багатьох конструкційних матеріалів опір пластичній деформації в пружно-пластичній області при розтягуванні і стисненні практично однаковий. Для деяких металів і сплавів (наприклад, магнієві сплави, високоміцні сталі) спостерігаються суттєві відмінності за цією характеристикою при розтягуванні і стисненні
Пластичність при
- розтягуванні конструкційних матеріалів оцінюється відносним видовженням або відносним звуженням після розриву;
- стисненні — вкороченням;
- крученні — граничним кутом закручування робочої частини зразка або відносним зсувом.
Опір пластичному деформуванню часто (при контролі якості продукції, результатів термічної обробки тощо) оцінюється за результатами випробувань на твердість шляхом втискування твердого наконечника у формі кульки (твердість за Брінеллем чи Роквеллом), конуса (твердість за Роквеллом) або піраміди (твердість за Віккерсом). Випробування на твердість не вимагають порушення цілісності деталі і тому є наймасовішим засобом контролю механічних властивостей.
Руйнування матеріалів
Характеристики в'язкого руйнування
Кінцева ордината діаграми деформування характеризує опір руйнуванню матеріалу, який визначається як
де AK — фактична площа зразка в місці розриву.
Руйнування відбувається не миттєво (у точці K), а розвивається у часі, причому початок руйнування може відповідати якійсь проміжній точці. Розташування точки K на діаграмі деформування у значній мірі визначається механічною жорсткістю випробувальної машини та інерційністю вимірювальної системи. Це робить величину σK у певній мірі умовною. Багато видів конструкційних матеріалів (сталі, у тому числі високоміцні, жароміцні хромонікелеві сплави, м'які алюмінієві сплави тощо) руйнуються при розтягуванні після значної пластичної деформації з утворенням шийки. Часто (наприклад, у високоміцних алюмінієвих сплавів) поверхня руйнування розташовується під кутом приблизно 45° до напрямку зусилля розтягування.
Характеристики крихкого руйнування
За певних умов (наприклад, при випробуванні холодноламких сталей в рідкому азоті або водні, при впливі розтягувальних напружень і корозійного середовища для металів, схильних до корозії під напруженням) руйнування відбувається по перетинах, перпендикулярних до сили розтягування (прямий злам), без макропластичної деформації.
Міцність матеріалів, що реалізується в елементах конструкцій, залежить не тільки від механічних властивостей самого матеріалу, але і від форми та розмірів деталі; пружної енергії, накопиченої в навантаженій конструкції; характеру впливу навантаження; схеми прикладання зовнішніх сил; робочої температури тощо, котрі усі в комплексі обумовлюють так звану конструкційну міцність.
Залежність міцності і пластичності металів від форми деталі характеризується так званою чутливістю до надрізу, яка зазвичай оцінюється за відношенням границь міцності надрізаного і гладкого зразків. У циліндричних зразків надріз зазвичай виконують у вигляді кругової виточки, у смуг — у вигляді отвору на осі смуги чи бокових вирізів. Для багатьох конструкційних матеріалів це відношення при статичному навантаженні є більшим за одиницю, що пов'язано зі значною місцевою пластичною деформацією у вершині надрізу. Чим гострішим є надріз, тим меншою є зона локальної пластичної деформації і більшою частка прямого зламу в зруйнованому перетині. Прямий злам зазвичай є характерним для експлуатаційних руйнувань елементів конструкцій.
Крихке руйнування відносно легко піддається кількісному аналізу. Для ідеально крихкого руйнування пружного тіла, коли пластична деформація повністю відсутня, широко використовується критерій Гріффітса
де σ — найменше розтягувальне напруження, необхідне для поширення крихкої тріщини; Е — модуль Юнга; γ — поверхнева енергія стінок тріщини, віднесена до одиниці її площі; с — половина довжини тріщини.
Характеристики матеріалів при ударних навантаженнях
Для оцінювання якості металу поширеними є випробування на ударний згин призматичних зразків, що мають з одного боку надріз.
При при цьому визначають ударну в'язкість (в кгс×м/см² або МДж/м²) — роботу деформації та руйнуванні зразка, що умовно припадає на одиницю площі поперечного перерізу зразка у місці надрізу.
Часова залежність міцності
Із збільшенням часу дії навантаження опір пластичній деформації і опір руйнуванню знижуються. За кімнатної температури у металів це стає особливо помітним при впливі корозійного (корозія під напруженням) або іншого активного середовища (ефект Ребіндера). За високих температур спостерігається явище повзучості — приросту пластичної деформації з часом при постійному напруженні.
Опір металів повзучості оцінюють умовною границею повзучості — найчастіше напруженням, при якому пластична деформація за 100 годин досягне значення 0,2%, і позначають його σ0,2/100. Чим вищою є температура t, тим у більшій мірі проявляється повзучість і скорочується час опору руйнуванню матеріалу. Остання властивість характеризується границею тривалої міцності — напруженням, яке за даної температури викликає руйнування матеріалу за заданий час.
З повзучістю пов'язана і інша важлива механічна властивість матеріалів — схильність до релаксації напружень, тобто до поступового зниження напруження в умовах, коли сумарна деформація є сталою. Релаксація напружень обумовлена зростанням частки пластичної складової деформації за рахунок зменшення пружної.
Міцність при циклічних навантаженнях
Якщо на матеріал діє навантаження, яке періодично змінюється за якимось законом (наприклад, синусоїдальним), то зі збільшенням числа циклів N навантаження його міцність зменшується — матеріал зазнає втоми. Для конструкційної сталі таке зменшення міцності спостерігається до N = (2…5) ×106 циклів. Згідно з цим властивість матеріалу працювати в умовах циклічних навантажень характеризується границею витривалості — максимальним за абсолютним значенням напруженням циклу, за якого ще не відбувається руйнування від втоми протягом заданої кількості циклів навантажування, котру називають базою випробувань (N0).
Опір втомі залежить також від частоти прикладення навантаження . Опір матеріалів в умовах низької частоти та високих значень повторного навантаження (малоциклова втома) не пов'язаний однозначно з границею витривалості. При повторно-змінних навантаженнях завжди проявляється чутливість до надрізу, тобто границя витривалості за наявності надрізу є меншою від границі витривалості гладкого зразка. У процесі циклічних навантажень можна виділити період, що передує утворення осередку втомного руйнування у вигляді тріщини, і наступний за ним, іноді досить тривалий, період розвитку втомної тріщини. Чим повільніше розвивається тріщина, тим надійніше працює матеріал у конструкції.
Розрізняють опір термічній втомі, коли в матеріалі з'являються напруження обумовлені тим, що в силу тих чи інших причин, наприклад через форму деталі або умови її закріплення, що при циклічній зміні температури теплові переміщення, які виникають при цьому не можуть бути реалізовані. Опір термічній втомі залежить і від багатьох інших властивостей матеріалу — коефіцієнтів теплового розширення і температуропровідності, модулів пружності, границі пружності тощо.
Див. також
Примітки
- ДСТУ 2825-94 Розрахунки та випробування на міцність. Терміни та визначення основних понять.
- ГОСТ 1497-84 (ISO 6892-84) Металлы. Методы испытаний на растяжение.
Джерела
- ДСТУ EN 10002-1:2006 Металеві матеріали. Випробування на розтяг. Частина 1. Метод випробування при кімнатній температурі (EN 10002-1:2001, IDT).
- ДСТУ EN 10002-5:2006 Матеріали металеві. Випробування на розтяг. Частина 5. Метод випробування за підвищених температур (EN 10002-5:1991, IDT).
- Опір матеріалів. Підручник /Г. С. Писаренко, О. Л. Квітка, Е. С. Уманський. За ред. Г. С. Писаренка — К.: Вища школа,1993. — 655 с. —
- Механические свойства конструкционных материалов при сложном напряженном состоянии: Справ. / А. А. Лебедев, Б. И. Ковальчук, Ф. Ф. Гигиняк, В. П. Ламашевский; НАН Украины. Ин-т пробл. прочности им. Г. С. Писаренко. — 3-е изд., перераб. и доп.. — К.: Издат. дом «Ин Юре», 2003. — 539 с. —
- Фридман Я. Б. Механические свойства металлов: в 2 ч. — 3-е изд. — Ч. 2: Механические испытания. Конструкционная прочность. — М.: Машиностроение, 1974. — 368 с.(рос.)
- Золотаревский В. С. Механические свойства металлов. / Золотаревский В. С. — М. : Металлургия, 1983. — 184 с.
- Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов [Текст] . В 3-х т. ; под ред. А. Т. Туманова. // Т. 2. Методы исследования механических свойств металлов. М.: Машиностроение, 1974. — 320 с. (рос.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Mehani chni vlasti vosti materia lu angl mechanical properties of materials sukupnist pokaznikiv sho harakterizuyut zdatnist materialu chiniti opir navantazhennyam yaki diyut na nogo ta jogo zdatnist do deformuvannya pri comu a takozh osoblivosti jogo povedinki u procesi rujnuvannya Zagalni ponyattyaOdinici vimiryuvannya Mehanichni vlastivosti materialu mozhut vimiryuvatis napruzhennyami zazvichaj u MPa chi MN m vidnosnimi deformaciyami u pitomoyu robotoyu deformuvannya ta rujnuvannya zazvichaj u MDzh m shvidkistyu rozvitku procesu rujnuvannya pri statichnih chi ciklichnih navantazhennyah perevazhno u mm s chi v mm za 1000 cikliv povtoren navantazhuvannya mm kcikl Mehanichni vlastivosti materialu viznachayutsya pri mehanichnih viprobuvannyah zrazkiv riznoyi formi v umovah riznih sposobiv navantazhuvannya Vidi navantazhen U zagalnomu vipadku materiali v konstrukciyah mozhut zaznavati riznih za vidom navantazhen sho sprichinyayut poyavu riznih vidiv deformacij roztyagu stiskannya zginu kruchennya zsuv tosho abo yih sukupnosti Riznomanitnimi ye i umovi ekspluataciyi materialiv za temperaturoyu vidom navkolishnogo seredovisha shvidkistyu prikladannya navantazhennya ta zakonom jogo zmini u chasi Tomu isnuye bagato pokaznikiv mehanichnih vlastivostej i vidpovidno bagato metodiv mehanichnih viprobuvan Dlya metaliv ta konstrukcijnih plastmas najposhirenishimi ye viprobuvannya na roztyaguvannya tverdist zginannya ta udarnij zgin krihki konstrukcijni materiali napriklad sklo keramiku metalokeramiku perevazhno viprobovuyut na stiskannya i statichnij zgin mehanichni vlastivosti kompozicijnih materialiv vazhlivo ocinyuvati takozh v umovah viprobuvannya na zsuv abo kruchennya Vlastivosti materialiv pri statichnomu navantazhenniDiagrami deformuvannya ta viglyad zrazkiv pislya rujnuvannya krihkogo brittle i plastichnogo ductile materialivDiagrama deformuvannya Zagalnovidomo sho prikladene navantazhennya do zrazka z doslidzhuvanogo materialu viklikaye poyavu u nomu deformaciyi Vzayemozv yazok navantazhennya i deformaciyi opisuyutsya tak zvanoyu mashinnoyu diagramoyu deformuvannya Spochatku deformaciya zrazka pri roztyaguvanni pririst dovzhini Dl ye proporcijnoyu zrostayuchomu navantazhennyu P dali u pevnij tochci cya proporcijnist porushuyetsya odnak dlya zbilshennya deformaciyi neobhidnim ye podalshe zrostannya navantazhennya R pri Dl gt Dlv deformaciya rozvivayetsya pri postupovomu spadanni navantazhennya i zavershuyetsya rujnuvannyam zrazka Ocinyuvannya oporu materialu deformuvannyu mehanichnimi napruzhennyami sho harakterizuyut navantazhennya yake pripadaye na odinicyu ploshi poperechnogo pererizu zrazka ye zruchnishim i u bilshij miri universalnim Vid diagrami deformuvannya ne zminitsya yaksho po osi ordinat vidkladati napruzhennya s PA0 displaystyle sigma frac P A 0 a po osi abscis vidnosne vidovzhennya e Dll0 100 displaystyle varepsilon frac Delta l l 0 cdot 100 de A0 i l0 vidpovidno pochatkova plosha poperechnogo pererizu i rozrahunkova dovzhina zrazka Diagrama deformuvannya otrimana takim sposobom nazivayetsya umovnoyu diagramoyu deformuvannya oskilki umovno vvazhayetsya sho plosha poperechnogo pererizu ye staloyu u procesi viprobuvannya Na bazi takoyi diagrami dlya metalevih materialiv viznachayut taki mehanichni harakteristiki granicyu proporcijnosti granicyu plinnosti granicyu pruzhnosti granicyu micnosti Dlya krihkih materialiv rujnuvannya granicya micnosti dosyagayetsya ranishe vid inshih granic tomu pershi tri ponyattya z chotiroh privedenih vishe dlya krihkih materialiv vtrachayut zmist U konstrukcijnih nemetalevih materialiv plastmasi gumi prikladene navantazhennya mozhe viklikati pruzhnu visokoelastichnu i zalishkovu deformaciyi Na vidminu vid pruzhnoyi visokoelastichna deformaciya znikaye ne zrazu pislya rozvantazhennya a protyagom pevnogo chasu Dokladnishe Diagrama deformuvannya Pruzhni vlastivosti U pruzhnij oblasti napruzhennya i deformaciya pov yazani koeficiyentom proporcijnosti Pri roztyaguvanni s Ee displaystyle sigma E varepsilon de E modul Yunga sho chiselno dorivnyuye tangensu kuta nahilu pryamolinijnoyi dilyanki krivoyi s s e displaystyle sigma sigma varepsilon do osi deformacij Pri viprobuvannyah na roztyaguvannya cilindrichnogo chi plaskogo zrazka odnovisnomu napruzhenomu stanu vidpovidaye trivisnij zdeformovanij stan Spivvidnoshennya mizh poperechnoyu i pozdovzhnoyu deformaciyami koeficiyent Puassona v mezhah pruzhnosti dlya osnovnih konstrukcijnih materialiv perebuvaye u dostatno vuzkih mezhah m 0 27 0 3 dlya stalej m 0 3 0 33 dlya alyuminiyevih splaviv Koeficiyent Puassona ye odniyeyu z osnovnih rozrahunkovih harakteristik Koli vidomi m i E mozhna rozrahunkovim metodom viznachiti modul zsuvu i modul ob yemnoyi pruzhnosti G E2 1 m displaystyle G frac E 2 1 mu K E3 1 2m displaystyle K frac E 3 1 2 mu vidpovidno Opir plastichnomu deformuvannyu Pri navantazhennyah sho perevishuyut granicyu pruzhnosti poryad iz zrostayuchoyu pruzhnoyu deformaciyeyu z yavlyayetsya pomitna nezvorotna plastichna deformaciya Napruzhennya pri yakomu zalishkova vidnosna deformaciya pri roztyaguvanni dosyagaye zadanoyi velichini zazvichaj 0 2 nazivayetsya umovnoyu graniceyu plinnosti i poznachayetsya s0 2 Kriva roztyaguvannya konstrukcijnih metaliv mozhe mati maksimum abo obrivatis pri dosyagnenni najbilshogo navantazhennya Rv Vidnoshennya sB PBA0 displaystyle sigma B frac P B A 0 harakterizuye granicyu micnosti timchasovij opir materialu Za nayavnosti maksimumu na krivij roztyaguvannya v oblasti deformacij menshih vid deformacij sho vidpovidayut maksimumu zrazok deformuyetsya rivnomirno po usij rozrahunkovij dovzhini l0 zberigayuchi svoyu formu Na dilyanci diagrami dlya deformaciyi sho perevishuye deformaciyu dlya maksimumu forma zrazka zaznaye zmini sho sprichinyayetsya poyavoyu shijki ta zoseredzhennya deformuvannya v okremomu misci zrazka Zmenshennya pererizu u shijci kompensuye z nadlishkom zrostannya oporu vid deformacijnogo zmicnennya materialu sho i obumovlyuye spadannya navantazhennya na cij dilyanci U bagatoh konstrukcijnih materialiv opir plastichnij deformaciyi v pruzhno plastichnij oblasti pri roztyaguvanni i stisnenni praktichno odnakovij Dlya deyakih metaliv i splaviv napriklad magniyevi splavi visokomicni stali sposterigayutsya suttyevi vidminnosti za ciyeyu harakteristikoyu pri roztyaguvanni i stisnenni Plastichnist pri roztyaguvanni konstrukcijnih materialiv ocinyuyetsya vidnosnim vidovzhennyam abo vidnosnim zvuzhennyam pislya rozrivu stisnenni vkorochennyam kruchenni granichnim kutom zakruchuvannya robochoyi chastini zrazka abo vidnosnim zsuvom Opir plastichnomu deformuvannyu chasto pri kontroli yakosti produkciyi rezultativ termichnoyi obrobki tosho ocinyuyetsya za rezultatami viprobuvan na tverdist shlyahom vtiskuvannya tverdogo nakonechnika u formi kulki tverdist za Brinellem chi Rokvellom konusa tverdist za Rokvellom abo piramidi tverdist za Vikkersom Viprobuvannya na tverdist ne vimagayut porushennya cilisnosti detali i tomu ye najmasovishim zasobom kontrolyu mehanichnih vlastivostej Zrazok z alyuminiyevogo splavu pislya v yazkogo rujnuvannyaZrazok z chavunu pislya krihkogo rujnuvannyaKonstrukciya zrazka z bokovim nadrizom dlya doslidzhennya trishinostijkosti v umovah krihkogo rujnuvannyaRujnuvannya materialivDokladnishe Rujnuvannya mehanika Harakteristiki v yazkogo rujnuvannya Kinceva ordinata diagrami deformuvannya harakterizuye opir rujnuvannyu materialu yakij viznachayetsya yak sK PKAK displaystyle sigma K frac P K A K de AK faktichna plosha zrazka v misci rozrivu Rujnuvannya vidbuvayetsya ne mittyevo u tochci K a rozvivayetsya u chasi prichomu pochatok rujnuvannya mozhe vidpovidati yakijs promizhnij tochci Roztashuvannya tochki K na diagrami deformuvannya u znachnij miri viznachayetsya mehanichnoyu zhorstkistyu viprobuvalnoyi mashini ta inercijnistyu vimiryuvalnoyi sistemi Ce robit velichinu sK u pevnij miri umovnoyu Bagato vidiv konstrukcijnih materialiv stali u tomu chisli visokomicni zharomicni hromonikelevi splavi m yaki alyuminiyevi splavi tosho rujnuyutsya pri roztyaguvanni pislya znachnoyi plastichnoyi deformaciyi z utvorennyam shijki Chasto napriklad u visokomicnih alyuminiyevih splaviv poverhnya rujnuvannya roztashovuyetsya pid kutom priblizno 45 do napryamku zusillya roztyaguvannya Harakteristiki krihkogo rujnuvannya Za pevnih umov napriklad pri viprobuvanni holodnolamkih stalej v ridkomu azoti abo vodni pri vplivi roztyaguvalnih napruzhen i korozijnogo seredovisha dlya metaliv shilnih do koroziyi pid napruzhennyam rujnuvannya vidbuvayetsya po peretinah perpendikulyarnih do sili roztyaguvannya pryamij zlam bez makroplastichnoyi deformaciyi Micnist materialiv sho realizuyetsya v elementah konstrukcij zalezhit ne tilki vid mehanichnih vlastivostej samogo materialu ale i vid formi ta rozmiriv detali pruzhnoyi energiyi nakopichenoyi v navantazhenij konstrukciyi harakteru vplivu navantazhennya shemi prikladannya zovnishnih sil robochoyi temperaturi tosho kotri usi v kompleksi obumovlyuyut tak zvanu konstrukcijnu micnist Zalezhnist micnosti i plastichnosti metaliv vid formi detali harakterizuyetsya tak zvanoyu chutlivistyu do nadrizu yaka zazvichaj ocinyuyetsya za vidnoshennyam granic micnosti nadrizanogo i gladkogo zrazkiv U cilindrichnih zrazkiv nadriz zazvichaj vikonuyut u viglyadi krugovoyi vitochki u smug u viglyadi otvoru na osi smugi chi bokovih viriziv Dlya bagatoh konstrukcijnih materialiv ce vidnoshennya pri statichnomu navantazhenni ye bilshim za odinicyu sho pov yazano zi znachnoyu miscevoyu plastichnoyu deformaciyeyu u vershini nadrizu Chim gostrishim ye nadriz tim menshoyu ye zona lokalnoyi plastichnoyi deformaciyi i bilshoyu chastka pryamogo zlamu v zrujnovanomu peretini Pryamij zlam zazvichaj ye harakternim dlya ekspluatacijnih rujnuvan elementiv konstrukcij Krihke rujnuvannya vidnosno legko piddayetsya kilkisnomu analizu Dlya idealno krihkogo rujnuvannya pruzhnogo tila koli plastichna deformaciya povnistyu vidsutnya shiroko vikoristovuyetsya kriterij Griffitsa s 2Egpc displaystyle sigma sqrt frac 2E gamma pi c de s najmenshe roztyaguvalne napruzhennya neobhidne dlya poshirennya krihkoyi trishini E modul Yunga g poverhneva energiya stinok trishini vidnesena do odinici yiyi ploshi s polovina dovzhini trishini Harakteristiki materialiv pri udarnih navantazhennyahKonstrukciya zrazka z nadrizom ta ustanovka dlya viprobuvan materialiv v umovah udarnogo zginu Dlya ocinyuvannya yakosti metalu poshirenimi ye viprobuvannya na udarnij zgin prizmatichnih zrazkiv sho mayut z odnogo boku nadriz Pri pri comu viznachayut udarnu v yazkist v kgs m sm abo MDzh m robotu deformaciyi ta rujnuvanni zrazka sho umovno pripadaye na odinicyu ploshi poperechnogo pererizu zrazka u misci nadrizu Chasova zalezhnist micnostiIz zbilshennyam chasu diyi navantazhennya opir plastichnij deformaciyi i opir rujnuvannyu znizhuyutsya Za kimnatnoyi temperaturi u metaliv ce staye osoblivo pomitnim pri vplivi korozijnogo koroziya pid napruzhennyam abo inshogo aktivnogo seredovisha efekt Rebindera Za visokih temperatur sposterigayetsya yavishe povzuchosti prirostu plastichnoyi deformaciyi z chasom pri postijnomu napruzhenni Opir metaliv povzuchosti ocinyuyut umovnoyu graniceyu povzuchosti najchastishe napruzhennyam pri yakomu plastichna deformaciya za 100 godin dosyagne znachennya 0 2 i poznachayut jogo s0 2 100 Chim vishoyu ye temperatura t tim u bilshij miri proyavlyayetsya povzuchist i skorochuyetsya chas oporu rujnuvannyu materialu Ostannya vlastivist harakterizuyetsya graniceyu trivaloyi micnosti napruzhennyam yake za danoyi temperaturi viklikaye rujnuvannya materialu za zadanij chas Z povzuchistyu pov yazana i insha vazhliva mehanichna vlastivist materialiv shilnist do relaksaciyi napruzhen tobto do postupovogo znizhennya napruzhennya v umovah koli sumarna deformaciya ye staloyu Relaksaciya napruzhen obumovlena zrostannyam chastki plastichnoyi skladovoyi deformaciyi za rahunok zmenshennya pruzhnoyi Micnist pri ciklichnih navantazhennyahYaksho na material diye navantazhennya yake periodichno zminyuyetsya za yakimos zakonom napriklad sinusoyidalnim to zi zbilshennyam chisla cikliv N navantazhennya jogo micnist zmenshuyetsya material zaznaye vtomi Dlya konstrukcijnoyi stali take zmenshennya micnosti sposterigayetsya do N 2 5 106 cikliv Zgidno z cim vlastivist materialu pracyuvati v umovah ciklichnih navantazhen harakterizuyetsya graniceyu vitrivalosti maksimalnim za absolyutnim znachennyam napruzhennyam ciklu za yakogo she ne vidbuvayetsya rujnuvannya vid vtomi protyagom zadanoyi kilkosti cikliv navantazhuvannya kotru nazivayut bazoyu viprobuvan N0 Opir vtomi zalezhit takozh vid chastoti prikladennya navantazhennya Opir materialiv v umovah nizkoyi chastoti ta visokih znachen povtornogo navantazhennya malociklova vtoma ne pov yazanij odnoznachno z graniceyu vitrivalosti Pri povtorno zminnih navantazhennyah zavzhdi proyavlyayetsya chutlivist do nadrizu tobto granicya vitrivalosti za nayavnosti nadrizu ye menshoyu vid granici vitrivalosti gladkogo zrazka U procesi ciklichnih navantazhen mozhna vidiliti period sho pereduye utvorennya oseredku vtomnogo rujnuvannya u viglyadi trishini i nastupnij za nim inodi dosit trivalij period rozvitku vtomnoyi trishini Chim povilnishe rozvivayetsya trishina tim nadijnishe pracyuye material u konstrukciyi Rozriznyayut opir termichnij vtomi koli v materiali z yavlyayutsya napruzhennya obumovleni tim sho v silu tih chi inshih prichin napriklad cherez formu detali abo umovi yiyi zakriplennya sho pri ciklichnij zmini temperaturi teplovi peremishennya yaki vinikayut pri comu ne mozhut buti realizovani Opir termichnij vtomi zalezhit i vid bagatoh inshih vlastivostej materialu koeficiyentiv teplovogo rozshirennya i temperaturoprovidnosti moduliv pruzhnosti granici pruzhnosti tosho Div takozhMehanichni viprobuvannya Tehnologichni vlastivosti materialiv Konstrukcijni materialiPrimitkiDSTU 2825 94 Rozrahunki ta viprobuvannya na micnist Termini ta viznachennya osnovnih ponyat GOST 1497 84 ISO 6892 84 Metally Metody ispytanij na rastyazhenie DzherelaDSTU EN 10002 1 2006 Metalevi materiali Viprobuvannya na roztyag Chastina 1 Metod viprobuvannya pri kimnatnij temperaturi EN 10002 1 2001 IDT DSTU EN 10002 5 2006 Materiali metalevi Viprobuvannya na roztyag Chastina 5 Metod viprobuvannya za pidvishenih temperatur EN 10002 5 1991 IDT Opir materialiv Pidruchnik G S Pisarenko O L Kvitka E S Umanskij Za red G S Pisarenka K Visha shkola 1993 655 s ISBN 5 11 004083 4 Mehanicheskie svojstva konstrukcionnyh materialov pri slozhnom napryazhennom sostoyanii Sprav A A Lebedev B I Kovalchuk F F Giginyak V P Lamashevskij NAN Ukrainy In t probl prochnosti im G S Pisarenko 3 e izd pererab i dop K Izdat dom In Yure 2003 539 s ISBN 966 8088 36 0 Fridman Ya B Mehanicheskie svojstva metallov v 2 ch 3 e izd Ch 2 Mehanicheskie ispytaniya Konstrukcionnaya prochnost M Mashinostroenie 1974 368 s ros Zolotarevskij V S Mehanicheskie svojstva metallov Zolotarevskij V S M Metallurgiya 1983 184 s Metody ispytaniya kontrolya i issledovaniya mashinostroitelnyh materialov Tekst V 3 h t pod red A T Tumanova T 2 Metody issledovaniya mehanicheskih svojstv metallov M Mashinostroenie 1974 320 s ros