Muodonmuutoskaavio
Muodonmuutoskaavio on graafinen esitys jännitysten (tai kuormien) ja materiaalin muodonmuutosten välisestä suhteesta . Tämä ominaisuus on erilainen eri materiaaleille ja se määritetään kirjaamalla muodonmuutoksen määrä tietyillä veto- tai puristusvoimien suuruuden lisäyksillä (askelilla). Jännitys-venymätilan mukaan voidaan määrittää monia materiaalin ominaisuuksia [1] . Tiettyyn kaavion pisteeseen asti venymän ja jännityksen välinen suhde on suora. Suhteellisuusrajaksi kutsutaan maksimijännitystä, johon asti materiaalin muodonmuutokset lisääntyvät suhteessa jännityksiin. Hieman suhteellisuusrajan yläpuolella kaaviossa on kohta, jossa venymät alkavat kasvaa lisäämättä jännitystä. Tätä ilmiötä kutsutaan materiaalimyötöksi ja myötörajaksi vastaavaa jännitystä kutsutaan myötörajaksi. Suurin näytteen kestämä ehdollinen jännitys on nimeltään vetolujuus tai vetolujuus.
Eri materiaalien kaavion ulkonäkö voi riippua suuresti koekappaleen lämpötilasta tai latausnopeudesta. Kaavioiden yleisten ominaisuuksien perusteella materiaalit on kuitenkin tapana jakaa kahteen pääryhmään: hauraat materiaalit ja sitkeät materiaalit.
Yleiset käsitteet
Tutkittavasta materiaalista koenäytteeseen kohdistettu kuormitus aiheuttaa siinä muodonmuutoksia. Kuorman ja muodonmuutoksen välistä suhdetta kuvaa ns. koneen muodonmuutosdiagrammi. Aluksi näytteen muodonmuutos kasvaa suhteessa kuormaan. Sitten tietyssä vaiheessa tätä suhteellisuutta rikotaan, mutta muodonmuutoksen lisäämiseksi on tarpeen lisätä kuormaa edelleen. Tietyn tason saavuttamisen jälkeen muodonmuutos kehittyy kuormituksen asteittaisella laskulla ja päättyy näytteen tuhoutumiseen.
Todellinen jännite testinäytteessä on yhtä suuri kuin:
missä on ulkoinen voima ja näytteen poikkileikkauspinta-ala. Koekappaleen jännitys on:
missä on näyteosan pituus muodonmuutoksen jälkeen, on näyteosan alkupituus.
Materiaalin muodonmuutoskestävyyden arviointi mekaanisten jännitysten vaikutuksesta, joka määräytyy kuorman perusteella näytteen poikkileikkauspinta-alayksikköä kohti, on kätevämpi ja yleismaailmallinen menetelmä. Kaavion näkymä ei muutu, jos ehdollisen (eikä tosi) jännitteen arvo piirretään y-akselia pitkin:
missä on alkuperäinen poikkileikkausala. Tällä tavalla saatua muodonmuutoskaaviota kutsutaan ehdollisen jännitysdiagrammin, koska perinteisesti oletetaan, että poikkileikkauspinta-ala on kokeen aikana vakio. Tämän kaavion perusteella metallimateriaaleille määritetään seuraavat mekaaniset ominaisuudet:
Muovimateriaalit
Muovimateriaaleille (mieto teräs , messinki, alumiini ja monet muut metallit) on ominaista, että niillä on juoksevuusominaisuudet (muodonmuutosten lisääntyminen lisäämättä kuormitusta) normaaleissa lämpötiloissa.
Herkät materiaalit
Hauraille materiaaleille ( valurauta , lasi , kivi, betoni ) on tunnusomaista, että niiden tuhoutuminen tapahtuu ilman huomattavaa muutosta jännitysnopeudessa.
Muistiinpanot
- ↑ Materiaalien vahvuus: Opinto-opas . - Tiede. Ch. toim. Fys.-Math. lit.. - M. , 1986. - 560 s.