Діаграма напруг - лекції та приклади розв'язання задач з теормех, опору матеріалів, технічної та
Діаграма напруг показує основні механічні характеристики матеріалів (в основному металів).
Для побудови діаграми використовують діаграму розтягування випробуваного зразка, виготовленого з матеріалу, характеристики якого потрібно вивчити.
Після експерименту з випробуванням на розтягання. на отриманої діаграмі F - Δ l відзначаються кілька характерних точок, в яких визначаються значення розтягуючих зусиль F і відповідні їм абсолютні деформації Δ l.
Далі для отриманих значень точок діаграми визначаються відповідні їм нормальні напруги σ. за формулою:
Fi - значення сили, що розтягує в характерній точці діаграми;
A0 - площа поперечного перерізу робочої частини зразка,
де l0 - початкова довжина робочої частини випробуваного зразка
Потім за отриманими даними в системі координат σ - ε будується діаграма напруг (рис. 1)
Мал. 1 Умовна і справжня діаграма напруг для маловуглецевої сталі
З цієї діаграмі визначаються наступні механічні характеристики матеріалу:
Визначається як крайня верхня точка початкового прямолінійного ділянки діаграми.
Точка після якої лінія діаграми деякий час рухається паралельно осі деформацій ε.
Практично горизонтальну ділянку діаграми, наступний за межею плинності називається майданчиком плинності.
Найвища точка умовної діаграми;
σ р - напруга в момент розриву зразка (σ р у - умовне і σ р і - справжнє)
Кінцева точка діаграми, при якій відбувається розрив зразка.
- умовне напруга розриву
- справжнє напруга при розриві
тут Aш - площа поперечного перерізу в області "шийки" зразка.
При більш тонких випробуваннях по даній діаграмі можна визначити межу пружності стали.
На малюнку 1 штриховий лінією показаний фрагмент справжньої діаграми напруг. Зростання напруги після проходження межі міцності пояснюється тим, що в цей момент в робочій частині зразка утворюється локальне утоньшение ( "шийка") уменьшаюшая його плошадь поперечного перерізу A. що в свою чергу призводить до збільшення напруги при зменшенні сили, що розтягує.
Крім того, по діаграмі напружень можна наближено визначити величину модуля пружності I роду матеріалу зразка:
він визначається як відношення напруг і відносних деформацій, для будь-якої точки діаграми розташованої від її початку до межі пропорційності, або як тангенс кута нахилу початкового ділянки діаграми до осі ε.