Діаграма розтягу маловуглецевої сталі

Границя пропорційності – це граничне напруження, до котрого матеріал підкоряється закону Гука.

· Ділянка – зона пружності.

Границя пружності – це граничне напруження, до котрого матеріал деформується пружно.

Для сталі Ст.3 , . Для більшості матеріалів можна нехтувати дуже невеликою різницею між границями пропорційності та пружності; тобто можна вважати, що точки і діаграми збігаються.

· Горизонтальна ділянка – площадка текучості. На цій ділянці деформація зростає практично без підвищення навантаження, і таке явище має назву текучості матеріалу.

Границя текучості (фізична) – це напруження, яке відповідає площадці текучості на діаграмі. Для сталі Ст.3 .

· Ділянка – зона зміцнення.

· Границя міцності або тимчасовий опір – це відношення максимальної сили , яку може витримати зразок до його початкової площі перерізу .

Для сталі Ст 3 .

· Ділянка – зона локальної текучості. У точці зразок розривається.

Зсув виникає тоді, коли зовнішні сили зміщують два паралельних плоских перерізи один відносно одного при незмінній відстані між ними. Деформації зсуву зазнають заклепки, болти, шпонки, шви зварних з'єднань. Деформацію зсуву, доведену до руйнування матеріалу, називають зрізом.

Зсувом називають такий вид деформації, коли в будь-якому поперечному перерізі бруса виникає лише поперечна сила Q.

Розглянемо брус, перпендикулярно до осі якого прикладені дві однакові, але протилежно напрямлені сили F, лінії дії яких паралельні й проходять на відносно невеликій відстані одна від одної. Для визначення поперечної сили Q застосуємо метод перерізів.

В усіх точках поперечного перерізу діятимуть розподілені сили, рівнодіючу яких визначимо з умови рівноваги залишеної частини бруса:

∑ Y= 0, або F – Q = 0,

звідки визначимо поперечну силу Q: Q = F.

Поперечна сила — це рівнодіюча внутрішніх дотичних сил, що діють на зсув у поперечному перерізі. Природно вважати, що при зсуві в поперечному перерізі бруса діють тільки дотичні напруження τ. Припускаємо, що ці напруження розподілені по перерізу рівномірно й, отже, їх можна обчислити за формулою

τ = Q /А,

де А – площа перерізу.

Кручення виникає при дії на стержень зовнішніх сил, які утворюють момент відносно осі стержня. На кручення працюють вали, які передають потужність під час обертального руху. Звичайно, деформація кручення супроводжується й іншими деформаціями, наприклад, згином.

Рисунок 6.1 – Модель кручення круглого вала

Кручення у відповідності з цією моделлю подається як результат зсувів, визначених взаємним обертанням перерізів.

Зробимо переріз на довільній відстані від затиснення (рисунок 6.1 а). При зсуві в поперечних перерізах вала виникають тільки дотичні напруження.

Умова міцності при крученні

, де – полярний момент опору.

(6.11)

де – допустиме напруження при крученні; .

Згин полягає у викривленні осі стержня. На згин працюють балки, осі вагонів, вали, зубці зубчатих коліс та інші елементи конструкцій.