- jest naprężeniem rozciągającym, przy którym w warunkach krótkotrwałego obciążenia rozpoczyna się nieodwracalne odkształcenie plastyczne zbrojenia, w MPa, N/mm2. Słownik terminologiczny betonu i żelbetu. FSUE „Centrum Badawcze „Budownictwo” NIIZHB nazwany imieniem. A. A... Encyklopedia terminów, definicji i objaśnień materiałów budowlanych

elastyczny limit- Charakterystyka właściwości odkształcalnych materiałów sprężystych, wyrażona w kategoriach największego naprężenia, przy którym pojawiają się odkształcenia szczątkowe, którego wartości nie przekraczają dopuszczalnych przez warunki techniczne [Słownik terminologiczny... ... Przewodnik tłumacza technicznego

ELASTYCZNY LIMIT- (Granica sprężystości) najwyższa wartość naprężenia, przy której ciało nie ulega jeszcze odkształceniom szczątkowym. W praktyce za granicę sprężystości przyjmuje się naprężenie, przy którym odkształcenie szczątkowe po usunięciu obciążenia nie przekracza pewnej... ... Słownik Morski

Elastyczny limit- Granica sprężystości Granica sprężystości. Maksymalne naprężenie, jakie materiał może wytrzymać bez odkształcenia plastycznego pozostałego po całkowitym usunięciu naprężenia. Materiał przekracza swoją granicę sprężystości, gdy obciążenie jest wystarczające, aby spowodować... ... Słownik terminów hutniczych

elastyczny limit- tamprumo riba statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. elastyczny limit; granica sprężystości vok. Elastizitätsgrenze, f rus. granica sprężystości, m pranc. elasticité limite, f; limite d'élasticité, f; limite élastique, f … Fizikos terminų žodynas

elastyczny limit- naprężenie warunkowe odpowiadające pojawieniu się po odciążeniu niewielkiego odkształcenia szczątkowego, zwykle równego 0,05%. Zobacz także: Fizyczna granica plastyczności... Encyklopedyczny słownik metalurgii

ELASTYCZNY LIMIT- właściwości mechaniczne materiałów: naprężenie, przy którym odkształcenia szczątkowe najpierw osiągają pewną wartość, charakteryzującą się określoną wartością. tolerancja ustalona przez technikę warunki (na przykład 0,001; 0,005; 0,03%), oznaczone bu. PU granice... ... Wielki encyklopedyczny słownik politechniczny

ELASTYCZNY LIMIT- charakterystyka właściwości odkształcalnych materiałów sprężystych, wyrażona poprzez najwyższe naprężenia, przy których pojawiają się odkształcenia szczątkowe, których wartości nie przekraczają dopuszczalnych przez warunki techniczne (język bułgarski; bułgarski) limit... ... Słownik konstrukcyjny

ELASTYCZNY LIMIT- naprężenie, przy którym odkształcenia szczątkowe najpierw osiągają pewną małą wartość, charakteryzującą się pewną tolerancją ustaloną w specyfikacjach technicznych (na przykład 0,001; 0,003; 0,005; 0,03%) ... Słownik hydrogeologii i geologii inżynierskiej

ELASTYCZNY LIMIT- naprężenie warunkowe odpowiadające pojawieniu się po odciążeniu niewielkiego odkształcenia szczątkowego, zwykle równego 0,05% ... Słownik metalurgiczny

Książki

• Optyczna metoda badania napięć. , Coker E.. Książka Cokera i Failona „The Optical Method for Studying Stress” ma bardzo duże znaczenie naukowe i praktyczne. Autorami tej książki są wybitni eksperci w dziedzinie teorii sprężystości i...

2. Elastyczny limit

3. Siła plastyczności

4. Wytrzymałość na rozciąganie lub wytrzymałość na rozciąganie

5. Napięcie w przerwie

Rysunek. 2.3 – Widok próbki cylindrycznej po pęknięciu (a) i zmianie strefy próbki w pobliżu miejsca złamania (b)

Aby wykres odzwierciedlał jedynie właściwości materiału (niezależnie od wielkości próbki), zostaje on przestawiony we współrzędnych względnych (naprężenie-odkształcenie).

Dowolne rzędne i-t punkty takiego diagramu (ryc. 2.4) uzyskuje się dzieląc wartości siły rozciągającej (ryc. 2.2) przez pierwotne pole przekroju poprzecznego próbki (), a odciętą dzieląc bezwzględną wydłużenie roboczej części próbki o jej pierwotną długość (). W szczególności dla charakterystycznych punktów diagramu rzędne oblicza się za pomocą wzorów (2.3)…(2.7).

Powstały diagram nazywa się konwencjonalny schemat napięcia (ryc. 2.4).

Konwencja wykresu polega na sposobie wyznaczania naprężeń nie z aktualnego pola przekroju poprzecznego, które zmienia się w trakcie badań, ale z pierwotnego – wykres naprężeń zachowuje wszystkie cechy pierwotnego wykresu rozciągania. Charakterystyczne naprężenia na wykresie nazywane są naprężeniami granicznymi i odzwierciedlają właściwości wytrzymałościowe badanego materiału. (wzory 2.3…2.7). Należy zauważyć, że podana w tym przypadku granica plastyczności metalu odpowiada nowemu stanowi fizycznemu metalu i dlatego nazywana jest fizyczną granicą plastyczności

Rysunek. 2.4 – Wykres napięcia

Ze schematu napięcia (ryc. 2.4) jasno to widać

tj. moduł sprężystości mi jest liczbowo równy tangensowi kąta nachylenia początkowego prostego odcinka wykresu naprężeń do osi odciętej. Jest to geometryczne znaczenie modułu sprężystości przy rozciąganiu.

Jeśli odniesiemy siły działające na próbkę w każdym momencie obciążenia do rzeczywistej wartości przekroju poprzecznego w odpowiednim momencie, otrzymamy wykres naprężeń rzeczywistych, często oznaczanych literą S(Rys. 2.5, linia ciągła). Ponieważ w części diagramu 0-1-2-3-4 średnica próbki nieznacznie się zmniejsza (szyjka jeszcze się nie utworzyła), prawdziwy wykres w tym odcinku praktycznie pokrywa się ze schematem konwencjonalnym (krzywa przerywana) , przechodząc nieco wyżej.

Rysunek. 2.5 – Wykres rzeczywistego napięcia

Skonstruowanie pozostałej części wykresu naprężeń rzeczywistych (przekrój 4-5 na rys. 2.5) wiąże się z koniecznością zmierzenia średnicy próbki podczas próby rozciągania, co nie zawsze jest możliwe. Istnieje przybliżony sposób skonstruowania tego odcinka diagramu, polegający na wyznaczeniu współrzędnych punktu 5() diagramu rzeczywistego (rys. 2.5), odpowiadających momentowi pęknięcia próbki. Najpierw określa się rzeczywiste naprężenie niszczące

gdzie jest siła działająca na próbkę w momencie jej rozerwania;

– pole przekroju poprzecznego szyjki próbki w momencie rozerwania.

Druga współrzędna punktu – odkształcenie względne – obejmuje dwie składowe – prawdziwą plastyczną – i sprężystą. Wartość można wyznaczyć z warunku równości objętości materiału w pobliżu miejsca rozerwania próbki przed i po badaniu (rys. 2.3). Zatem przed badaniem objętość materiału próbki o jednostkowej długości będzie równa i po zerwaniu. Oto wydłużenie próbki o jednostkowej długości w pobliżu miejsca złamania. Ponieważ prawdziwa deformacja jest tutaj i , To . Składową sprężystą wyznaczamy korzystając z prawa Hooke’a: . Wtedy odcięta punktu 5 będzie równa . Rysując gładką krzywą pomiędzy punktami 4 i 5, uzyskujemy pełny obraz prawdziwego diagramu.

W przypadku materiałów, których wykres rozciągania w początkowej części nie ma jasno określonego plateau plastyczności (patrz ryc. 2.6), granicę plastyczności definiuje się umownie jako naprężenie, przy którym odkształcenie szczątkowe ma wartość określoną w GOST lub specyfikacjach technicznych. Według GOST 1497–84 ta wartość odkształcenia szczątkowego wynosi 0,2% zmierzonej długości próbki, a siła dowodu jest oznaczony symbolem – .

Podczas badania próbek rozciągających, oprócz właściwości wytrzymałościowych, określa się również cechy plastyczności, które obejmują względne przedłużenie próbka po zerwaniu, definiowana jako stosunek przyrostu długości próbki po zerwaniu do jej długości pierwotnej:

I zwężenie względne , obliczone według wzoru

% (2.10)

W tych wzorach - początkowa obliczona długość i pole przekroju próbki, - odpowiednio długość obliczonej części i minimalne pole przekroju poprzecznego próbki po zerwaniu.

Zamiast odkształcenia względnego stosuje się w niektórych przypadkach tzw. odkształcenie logarytmiczne. Ponieważ długość próbki zmienia się w miarę rozciągania próbki, przyrost długości dł odnoszą się nie do , ale do bieżącej wartości . Jeśli całkujemy przyrosty wydłużeń gdy długość zmienia się z na , otrzymujemy logarytmiczne lub rzeczywiste odkształcenie metalu

Następnie – obciążenie przy zerwaniu (tj. . = k) będzie

.

Należy również wziąć pod uwagę, że odkształcenie plastyczne próbki zachodzi nierównomiernie na jej długości.

W zależności od charakteru metalu, umownie dzieli się je na bardzo plastyczne (miedź wyżarzona, ołów), ciągliwe (stale niskowęglowe), kruche (żeliwo szare), bardzo kruche (żeliwo białe, ceramika).

Załaduj dawkę aplikacji Odkształcenie V wpływa na wygląd diagramu i właściwości materiału. σ T I σ V wzrasta wraz ze wzrostem prędkości ładowania. Odkształcenia odpowiadające wytrzymałości ostatecznej i punktowi zniszczenia są zmniejszone.

Konwencjonalne maszyny zapewniają szybkość odkształcania

10 -2 ...10 -5 1/sek.

W miarę spadku temperatury T isp dla stali perlitycznych wzrasta σ T i maleje.

stale austenityczne, Glin I Ti stopy słabiej reagują na obniżenie T.

Wraz ze wzrostem temperatury obserwuje się zmianę odkształcenia w czasie przy stałych naprężeniach, tj. występuje pełzanie i więcej niż > σ , te< .

Zwykle wyróżnia się trzy etapy pełzania. Dla inżynierii mechanicznej największym zainteresowaniem cieszy się etap II, gdzie έ = const (stały etap pełzania).

Aby porównać odporność na pełzanie różnych metali, wprowadzono charakterystykę warunkową - granicę pełzania.

Limit pełzania σ pl nazywa się naprężeniem, przy którym odkształcenie plastyczne w danym okresie czasu osiąga wartość ustaloną przez warunki techniczne.

Oprócz pojęcia „pełzania” znane jest również pojęcie „relaksacji naprężeń”.

Proces relaksacji naprężeń zachodzi przy ciągłych odkształceniach.

Próbka pod stałym obciążeniem przy wysokim poziomie T może pękać z przewężeniem (plastyczne pęknięcie międzykrystaliczne) lub bez przewężenia (kruche pęknięcie transkrystaliczne). Pierwsza jest typowa dla niższych T i wysoki σ .

Wytrzymałość materiału na wysokim poziomie T oceniane na podstawie długoterminowej granicy wytrzymałości.

Długoterminowy limit wytrzymałości(σ dp) jest stosunkiem obciążenia, pod którym próbka rozciągana ulega zniszczeniu po pewnym czasie, do pierwotnego pola przekroju poprzecznego.

Przy projektowaniu wyrobów spawanych pracujących na podwyższonych poziomach T, przy przypisywaniu [ kierują się następującymi wartościami σ ]:

a) kiedy T 260 o C dla wytrzymałości na rozciąganie σ V ;

b) kiedy T 420 o C dla stali węglowych T < 470 о С для стали 12Х1МФ, T< 550 о С для 1Х18Н10Т – на σ T ;

c) na wyższym T do granicy wytrzymałości długoterminowej σ dp .

Oprócz wymienionych metod badań pod obciążeniem statycznym, wykonywane są również badania zginania, skręcania, ścinania, ściskania, kruszenia, stabilności i twardości.

Wyprowadzając wzór Eulera założono, że centralne naprężenia ściskające powstające w przekrojach pręta od działania siły krytycznej a cr = radio/f, nie przekraczaj granicy proporcjonalności materiału o pc. Jeżeli warunek ten nie jest spełniony, to przy wyznaczaniu siły krytycznej nie można posługiwać się prawem Hooke’a, przy założeniu którego ważności otrzymano pierwotne równanie różniczkowe (13.2). Zatem, warunek stosowalności wzoru Eulera w ogólnym przypadku ma postać

Oznaczmy przez A wartość elastyczności, przy której a ko = o pi:

Wówczas warunek stosowalności wzoru Eulera (13.16) można przedstawić w postaci

Nazywa się wielkość określoną wzorem (13.17). ekstremalna elastyczność. Pręty, dla których spełniony jest warunek (13.18), nazywane są bardzo elastyczne pręty.

Jak wynika ze wzoru (13.17), ostateczna elastyczność zależy od właściwości materiału: modułu sprężystości i granicy proporcjonalności. Ponieważ dla stali mi= 2,1 · 10 · 5 MPa, wówczas A zależy od wartości o pc, czyli od gatunku stali. Na przykład dla niektórych stali gatunku VStZ powszechnych w konstrukcjach budowlanych wartość o p wynosi 200n-210 MPa i zgodnie ze wzorem (13.17) okazuje się, że Aj = 100. Zatem dla stali wskazanych gatunków warunek stosowalności można rozważyć wzór Eulera

Maksymalną wartość elastyczności drzewa można przyjąć jako Aj = 70; dla żeliwa = 80.

Teoretyczne określenie obciążeń krytycznych przy naprężeniach przekraczających granicę proporcjonalności materiału jest dość trudne. Jednocześnie istnieje duża liczba badań eksperymentalnych stabilności prętów działających poza granicą proporcjonalności materiału. Badania te wykazały, że przy cr o pc występuje znaczna rozbieżność pomiędzy doświadczalnymi i teoretycznymi wartościami sił krytycznych obliczonymi za pomocą wzoru Eulera. W tym przypadku wzór Eulera zawsze podaje zawyżoną wartość siły krytycznej.

Na podstawie danych eksperymentalnych różni autorzy zaproponowali wzory empiryczne do obliczania naprężeń krytycznych przekraczających granicę proporcjonalności materiału. Najprostszy jest zależność liniowa, zaproponowany na początku XX wieku przez niemieckiego naukowca L. Tetmeyera i niezależnie od niego przez profesora petersburskiego Instytutu Inżynierów Transportu F.S. Jasiński:

Gdzie A I B- współczynniki empiryczne, które zależą od właściwości materiału pręta i mają wymiar naprężenia.

Dla stali gatunku VStZ z granicą proporcjonalności a pc = 200 MPa i granicą plastyczności a t = 240 MPa uzyskano A= 310 MPa, B= 1,14 MPa.

Dla niektórych materiałów Stosowane są zależności nieliniowe X. Na przykład do drewna (sosna, świerk, modrzew) z X

Do żeliwa o godz X

Można zastosować wzór Tetmyera-Jasińskiego (13.20) pod warunkiem, że naprężenia krytyczne obliczone według tego wzoru nie przekraczają granicy plastyczności om dla materiału plastycznego i wytrzymałości na ściskanie o vs dla materiału kruchego. Oznaczanie we wzorze (13.20) przez X2 wartość elastyczności, przy której a = A dla plastycznego lub o = a dla kruchego

cr t cr słońce

materiał można napisać warunek zastosowania Wzory Tetmeiera-Jasińskiego w postaci

gdzie A określa się wzorem (13.17).

Pręty, dla których spełniony jest warunek (13.23), nazywane są pręty o średniej elastyczności.

Biorąc pod uwagę powyższe wartości o m,ii1) dla stali gatunku VStZ korzystając ze wzoru (13.20) otrzymujemy X2 ~ 60, a warunek (13.23) przyjmie następującą postać

Pręty to nazywa się X pręty o małej elastyczności. Mogą się zapaść nie w wyniku utraty stabilności, ale w wyniku utraty wytrzymałości pod centralnym ściskaniem. W takim przypadku w przypadku prętów o niskiej elastyczności wykonanych z materiałów ciągliwych i kruchych należy odpowiednio przyjąć

Na ryc. Rysunek 13.8 przedstawia wykres zależności naprężeń krytycznych od elastyczności dla stali gatunku VStZ z granicą proporcjonalności a pc = 200 MPa i granicą plastyczności a t = 240 MPa. Na X> 100 wykres o OH) reprezentowana przez hiperbolę Eulera LV,

w 60 X p.n.e., w 0 X 60 - linia pozioma PŁYTA CD. Dla wartości X 100 Hiperbola Eulera jest pokazana linią przerywaną. Z tego wykresu jasno wynika, że ​​dla prętów o średniej i małej elastyczności wzór Eulera podaje znacznie zawyżone wartości naprężeń krytycznych.

Dla prętów z tworzywa sztucznego przy naprężeniach krytycznych st, X wartość st można również wyznaczyć z zależności kwadratowej

gdzie A,j jest maksymalną elastycznością, określoną wzorem (13.17). Wykres danej zależności pokazano na rys. Krzywa 13,8 p.n.e.(D, która nieznacznie odbiega od linii przerywanej BCD.

Wytrzymałość na rozciąganie

Pewna wartość progowa dla konkretnego materiału, której przekroczenie spowoduje zniszczenie obiektu pod wpływem naprężeń mechanicznych. Główne rodzaje granic wytrzymałości: statyczna, dynamiczna, ściskająca i rozciągająca. Na przykład wytrzymałość na rozciąganie jest wartością graniczną stałego (granica statyczna) lub zmiennego (granica dynamiczna) naprężenia mechanicznego, którego przekroczenie spowoduje rozerwanie (lub niedopuszczalne odkształcenie) produktu. Jednostka miary - Pascal [Pa], N/mm² = [MPa].

Granica plastyczności (σ t)

Wielkość naprężenia mechanicznego, przy którym odkształcenie nadal rośnie bez zwiększania obciążenia; służy do obliczania naprężeń dopuszczalnych w tworzywach sztucznych.

Po przekroczeniu granicy plastyczności obserwuje się nieodwracalne zmiany w strukturze metalu: następuje przegrupowanie sieci krystalicznej i pojawiają się znaczne odkształcenia plastyczne. Jednocześnie następuje samowzmocnienie metalu i po osiągnięciu granicy plastyczności odkształcenie wzrasta wraz ze wzrostem siły rozciągającej.

Parametr ten jest często definiowany jako „naprężenie, przy którym zaczyna się rozwijać odkształcenie plastyczne”, określając w ten sposób granice plastyczności i sprężystości. Należy jednak rozumieć, że są to dwa różne parametry. Wartości granicy plastyczności przekraczają granicę sprężystości o około 5%.

Granica wytrzymałości lub granica zmęczenia (σ R)

Zdolność materiału do wytrzymywania obciążeń powodujących cykliczne naprężenia. Ten parametr wytrzymałościowy definiuje się jako maksymalne naprężenie w cyklu, przy którym po nieskończenie dużej liczbie cyklicznych obciążeń nie następuje zniszczenie zmęczeniowe wyrobu (podstawowa liczba cykli dla stali wynosi Nb = 10 7). Przyjmuje się, że współczynnik R (σ R) jest równy współczynnikowi asymetrii cyklu. Dlatego granicę zmęczenia materiału w przypadku symetrycznych cykli obciążenia oznacza się jako σ -1, a w przypadku pulsujących - jako σ 0.

Należy pamiętać, że badania zmęczeniowe wyrobów są bardzo długie i pracochłonne, wymagają analizy dużych ilości danych eksperymentalnych przy dowolnej liczbie cykli i znacznym rozrzucie wartości. Dlatego najczęściej stosuje się specjalne wzory empiryczne, które łączą granicę wytrzymałości z innymi parametrami wytrzymałościowymi materiału. Za najdogodniejszy parametr uważa się wytrzymałość na rozciąganie.

W przypadku stali granica wytrzymałości na zginanie wynosi zwykle połowę wytrzymałości na rozciąganie: W przypadku stali o wysokiej wytrzymałości można przyjąć:

Dla stali zwykłych podczas skręcania w warunkach cyklicznie zmieniających się naprężeń można przyjąć:

Powyższe współczynniki należy stosować z ostrożnością, gdyż zostały uzyskane w specyficznych warunkach obciążenia, tj. podczas zginania i skręcania. Jednakże, gdy testowany jest przy rozciąganiu i ściskaniu, granica wytrzymałości staje się o około 10-20% mniejsza niż przy zginaniu.

Limit proporcjonalności (σ)

Maksymalna wartość naprężenia dla danego materiału, przy której nadal obowiązuje prawo Hooke’a, tj. Odkształcenie ciała jest wprost proporcjonalne do przyłożonego obciążenia (siły). Należy pamiętać, że w przypadku wielu materiałów osiągnięcie (ale nie przekroczenie!) granicy sprężystości prowadzi do odwracalnych (sprężystych) odkształceń, które jednak nie są już wprost proporcjonalne do naprężenia. W takim przypadku takie odkształcenia mogą być nieco „opóźnione” w stosunku do wzrostu lub spadku obciążenia.

Wykres odkształcenia próbki metalu pod wpływem rozciągania we współrzędnych wydłużenie (Є) - naprężenie (σ).

1: Bezwzględna granica elastyczności.

2: Granica proporcjonalności.

3: Granica sprężystości.

Właściwości mechaniczne przy rozciąganiu, podobnie jak w innych badaniach statycznych, można podzielić na trzy główne grupy: właściwości wytrzymałościowe, plastyczne i lepkościowe. Właściwości wytrzymałościowe - są to cechy odporności materiału próbki na odkształcenie lub zniszczenie. Większość standardowych charakterystyk wytrzymałościowych oblicza się na podstawie położenia określonych punktów na wykresie rozciągania, w postaci konwencjonalnych naprężeń rozciągających. W rozdziale 2.3 przeanalizowano wykresy we współrzędnych naprężenie rzeczywiste – odkształcenie rzeczywiste, które najdokładniej charakteryzują umocnienie przez odkształcenie. W praktyce właściwości mechaniczne są zwykle określane na podstawie pierwotnych krzywych rozciągania we współrzędnych wydłużenia bezwzględnego obciążenia, które są automatycznie rejestrowane na taśmie wykresowej maszyny wytrzymałościowej. W przypadku polikryształów różnych metali i stopów całą różnorodność tych krzywych w niskich temperaturach można w pierwszym przybliżeniu sprowadzić do trzech typów (ryc. 2.44).

Rysunek 2.44- Rodzaje pierwotnych krzywych rozciągania

Wykres rozciągania typu I jest typowy dla próbek, które ulegają uszkodzeniu bez zauważalnego odkształcenia plastycznego. Diagram typu II uzyskuje się poprzez rozciąganie próbek, które są równomiernie odkształcone aż do zniszczenia. Wreszcie diagram typu III jest typowy dla próbek, które w wyniku przewężenia ulegają uszkodzeniu stężony odkształcenie. Taki wykres można również uzyskać podczas rozciągania próbek, które ulegają uszkodzeniu bez przewężenia (przy rozciąganiu w wysokiej temperaturze); działka bk tutaj można go znacznie rozciągnąć i prawie równolegle do osi odkształcenia. Zwiększanie obciążenia aż do awarii (patrz rys. 2.44, II) lub maksymalnie (patrz ryc. 2.44, III) może być gładka (linie ciągłe) lub nieciągła. Szczególnie w tym drugim przypadku na wykresie rozciągania może pojawić się ząb i plateau plastyczności (linia przerywana na ryc. 2.44, III, III).

W zależności od rodzaju diagramu zmienia się zbiór cech, które można z niego obliczyć, a także ich znaczenie fizyczne. Na ryc. 2.44 (schemat typu III) przedstawia punkty charakterystyczne, których rzędne służą do obliczenia charakterystyk wytrzymałościowych

(σ ja = P i /F 0).

Jak widać, na diagramach pozostałych dwóch typów (patrz ryc. 2.44, I,II) nie wszystkie z tych punktów można wykreślić.

Granica proporcjonalności. Pierwszym charakterystycznym punktem na wykresie napięcia jest punkt P(patrz ryc. 2.45). Siła P nu określa wartość granica proporcjonalności - naprężenie, jakie materiał próbki może wytrzymać bez odchyleń od prawa Hooke'a.

W przybliżeniu wartość P nu można określić na podstawie punktu, w którym zaczyna się rozbieżność krzywej rozciągania i kontynuacja odcinka prostego (ryc. 2.46).

Rysunek 2.46- Graficzne metody wyznaczania granicy proporcjonalności.

W celu ujednolicenia metodologii i zwiększenia dokładności obliczania granicy proporcjonalności ocenia się ją jako naprężenie warunkowe (σ nu), przy którym odchylenie od liniowej zależności pomiędzy obciążeniem i wydłużeniem osiąga określoną wartość. Zwykle tolerancję przy wyznaczaniu σ nu ustala się poprzez zmniejszenie tangensa kąta nachylenia utworzonego przez styczną do krzywej rozciągania w punkcie P z osią odkształcenia w porównaniu ze styczną w początkowym przekroju sprężystym. Standardowa tolerancja wynosi 50%, ale możliwe są również tolerancje 10% i 25%. Jego wartość należy wskazać w oznaczeniu granicy proporcjonalności - σ nu 50, σ nu 25, σ nu 10.

Przy odpowiednio dużej skali wykresu napięcia pierwotnego wartość granicy proporcjonalności można wyznaczyć graficznie bezpośrednio na tym wykresie (patrz rys. 2.46). W pierwszej kolejności kontynuuj odcinek prosty, aż przetnie się w tym miejscu z osią odkształcenia 0, co przyjmuje się jako nowy początek współrzędnych, wykluczając tym samym początkowy fragment diagramu zniekształcony na skutek niewystarczającej sztywności maszyny. Następnie możesz zastosować dwie metody. Według pierwszego z nich, na dowolnej wysokości w obszarze sprężystym przywracana jest prostopadłość AB do osi obciążenia (patrz rys. 2.46, A), połóż wzdłuż niego odcinek BC=½ AB i narysuj linię system operacyjny. W tym przypadku tan α′ = tan α/1,5. Jeśli teraz narysujemy styczną do krzywej rozciągania równolegle system operacyjny, następnie punkt styczności R określi wymagane obciążenie P nu.

W drugiej metodzie prostopadła jest obniżana z dowolnego punktu na prostym odcinku diagramu KU(patrz ryc. 2.46, B) na osi x i podzieliliśmy go na trzy równe części. Przez punkt C a początek współrzędnych rysuje linię prostą, a równolegle do niej styczną do krzywej rozciągania. Punkt dotknięcia P odpowiada wysiłkowi P nu (tg α′ = tan α/1,5).

Granicę proporcjonalności można dokładniej określić za pomocą tensometrów - specjalnych urządzeń do pomiaru małych odkształceń.

Elastyczny limit. Kolejnym charakterystycznym punktem na wykresie napięcia pierwotnego (patrz rys. 2.45) jest punkt mi. Odpowiada obciążeniu, przy którym działa warunek granica sprężystości – naprężenie, przy którym wydłużenie trwałe osiąga zadaną wartość, zwykle 0,05%, czasem mniej - do 0,005%. Tolerancja zastosowana w obliczeniach jest wskazana w oznaczeniu warunkowej granicy sprężystości σ 0,05, σ 0,01 itd.

Granica sprężystości charakteryzuje naprężenie, przy którym pojawiają się pierwsze oznaki odkształcenia makroplastycznego. Ze względu na małą tolerancję na wydłużenie trwałe nawet σ 0,05 jest trudne do określenia z wystarczającą dokładnością na podstawie pierwotnego wykresu rozciągania. Dlatego w przypadkach, gdy nie jest wymagana wysoka dokładność, przyjmuje się, że granica sprężystości jest równa granicy proporcjonalności. Jeżeli wymagana jest dokładna ocena ilościowa σ 0,05, stosuje się tensometry. Metoda wyznaczania σ 0,05 jest pod wieloma względami podobna do metody opisanej dla σ nu, ale jest jedna zasadnicza różnica. Ponieważ przy określaniu granicy sprężystości tolerancję ustala się na podstawie wielkości odkształcenia szczątkowego, po każdym etapie obciążania należy rozładować próbkę do naprężenia początkowego σ 0 ≤ 10% oczekiwanego σ 0,05 i dopiero wtedy zmierzyć wydłużenie za pomocą tensometru.

Jeżeli skala zapisu wykresu rozciągania wzdłuż osi wydłużenia wynosi 50:1 lub więcej, a wzdłuż osi obciążenia ≤10 MPa na 1 mm, dopuszczalne jest graficzne określenie σ 0,05. Aby to zrobić, wzdłuż osi przedłużeń od początku współrzędnych układany jest segment OK= 0,05 l 0/100 i przez punkt DO narysuj linię prostą równoległą do prostego odcinka diagramu (ryc. 2.47). Punkt rzędny mi będzie odpowiadać wielkości ładunku R 0,05, co określa warunkową granicę sprężystości σ 0,05 = P 0,05 /F 0 .

Limit plonów. Jeżeli na wykresie nie ma napięcia zęba i plateau plastyczności, wykonaj obliczenia warunkowa granica plastyczności – naprężenie, przy którym trwałe wydłużenie osiąga zadaną wartość, zwykle 0,2%. Odpowiednio, warunkowa granica plastyczności jest oznaczona jako σ 0,2. Jak widać, charakterystyka ta różni się od warunkowej granicy sprężystości jedynie wartością tolerancji. Limit

Plastyczność charakteryzuje naprężenie, przy którym następuje pełniejsze przejście do odkształcenia plastycznego.

Najdokładniejsze oszacowanie wartości σ 0,2 można dokonać za pomocą tensometrów. Ponieważ tolerancja wydłużenia do obliczenia wytrzymałości plastycznej jest stosunkowo duża, często określa się ją graficznie na podstawie wykresu naprężenie-odkształcenie, jeśli ten ostatni jest zarejestrowany w odpowiednio dużej skali (co najmniej 10:1 wzdłuż osi odkształcenia). Odbywa się to w taki sam sposób, jak przy obliczaniu granicy sprężystości (patrz ryc. 2.47), tylko segment OK = 0,2l 0 /100.

Warunkowe granice proporcjonalności, sprężystości i płynności charakteryzują odporność materiału na małe odkształcenia. Ich wielkość różni się nieznacznie od naprężeń rzeczywistych, które spełniają odpowiednie tolerancje odkształceń. Techniczne znaczenie tych limitów polega na oszacowaniu poziomów naprężeń, pod którymi

ta lub inna część może działać bez narażenia na odkształcenie szczątkowe (granica proporcjonalności) lub odkształcenie o niewielką dopuszczalną wartość określoną przez warunki pracy (σ 0,01, σ 0,05, σ 0,2 itd.). Biorąc pod uwagę, że we współczesnej technologii możliwość szczątkowych zmian wymiarów części i konstrukcji jest coraz bardziej ograniczona, staje się jasne, że pilna potrzeba dokładnej znajomości granic proporcjonalności, elastyczności i płynności, które są szeroko stosowane w obliczeniach projektowych, staje się jasna.

Fizyczne znaczenie granicy proporcjonalności dowolnego materiału jest tak oczywiste, że nie wymaga specjalnego omówienia. Rzeczywiście, σ nu dla monokryształu, polikryształu, metalu jednorodnego i stopu heterofazowego jest zawsze maksymalnym naprężeniem, do którego podczas rozciągania obserwuje się prawo Hooke’a i nie obserwuje się odkształceń makroplastycznych. Należy pamiętać, że przed osiągnięciem σ nu w poszczególnych ziarnach próbki polikrystalicznej mogą rozpocząć się odkształcenia plastyczne (jeśli mają one korzystną orientację i obecność koncentratorów naprężeń), co jednak nie doprowadzi do zauważalnego wydłużenia próbki całą próbkę, aż większość ziaren zostanie dotknięta odkształceniem.

Początkowe etapy makrowydłużenia próbki odpowiadają granicy sprężystości. Dla korzystnie zorientowanego monokryształu powinno ono być zbliżone do krytycznego naprężenia ścinającego. Naturalnie dla różnych orientacji krystalograficznych monokryształu granica sprężystości będzie inna. W wystarczająco drobnoziarnistym polikrysztale przy braku tekstury granica sprężystości jest izotropowa, taka sama we wszystkich kierunkach.

Charakter warunkowej granicy plastyczności polikryształu jest w zasadzie podobny do charakteru granicy sprężystości. Jednak to granica plastyczności jest najczęstszą i najważniejszą cechą odporności metali i stopów na małe odkształcenia plastyczne. Dlatego należy bardziej szczegółowo przeanalizować fizyczne znaczenie granicy plastyczności i jej zależność od różnych czynników.

Płynne przejście od odkształcenia sprężystego do plastycznego (bez zęba i plateau plastyczności) obserwuje się podczas rozciągania takich metali i stopów, w których występuje odpowiednio duża liczba ruchomych, luźnych dyslokacji w stanie początkowym (przed rozpoczęciem badania) ). Naprężenie potrzebne do zapoczątkowania odkształcenia plastycznego polikryształów tych materiałów, szacowane na podstawie warunkowej granicy plastyczności, wyznaczane jest przez siły oporu ruchu dyslokacji wewnątrz ziaren, łatwość przenoszenia odkształcenia przez ich granice oraz wielkość ziarna.

Te same czynniki determinują wartość fizyczna granica plastycznościσ t - naprężenie, przy którym próbka ulega odkształceniu pod działaniem prawie stałego obciążenia rozciągającego P t (patrz ryc. 2.45, obszar plastyczności na krzywej przerywanej). Fizyczną granicę plastyczności nazywa się często dolną w przeciwieństwie do górnej granicy plastyczności, która jest obliczana z obciążenia odpowiadającego wierzchołkowi zęba plastycznego I(patrz ryc. 2.45): σ t.v = P telewizja/ F 0 .

Tworzenie się zęba i plateau plastyczności (tzw. zjawisko nagłej plastyczności) wygląda następująco. Rozciąganie sprężyste prowadzi do płynnego wzrostu wytrzymałości na odkształcenia aż do σ t.v, następnie następuje stosunkowo gwałtowny spadek naprężenia do σ t.n i późniejsze odkształcenie (zwykle 0,1-1%) następuje przy stałej sile zewnętrznej - tworzy się plateau plastyczności . Podczas wydłużania odpowiadającego temu obszarowi próbka na długości roboczej pokrywa się charakterystycznymi pasmami Czernowa-Ludersa, w których zlokalizowane jest odkształcenie. Dlatego wielkość wydłużenia w granicy plastyczności (0,1 - 1%) jest często nazywana szczepem Chernova-Ludersa.

Zjawisko nagłej płynności obserwuje się w wielu ważnych technicznie materiałach metalicznych i dlatego ma duże znaczenie praktyczne. Ma to również znaczenie ogólnoteoretyczne z punktu widzenia zrozumienia natury początkowych etapów odkształcenia plastycznego.

W ostatnich dziesięcioleciach wykazano, że ząb i plateau plastyczności można uzyskać poprzez rozciąganie monokryształów i polikryształów metali i stopów o różnych siatkach i mikrostrukturach. Najczęściej nagłą płynność rejestruje się podczas badania metali z siatką bcc i stopów na ich bazie. Naturalnie, praktyczne znaczenie nagłej płynności tych metali jest szczególnie duże i większość teorii została opracowana również w odniesieniu do właściwości tych metali. Zastosowanie koncepcji dyslokacji do wyjaśnienia nagłego uplastycznienia było jednym z pierwszych i bardzo owocnych zastosowań teorii dyslokacji.

Początkowo powstawanie zęba i plateau plastyczności w metalach bcc wiązało się ze skutecznym blokowaniem przemieszczeń przez zanieczyszczenia. Wiadomo, że w sieci bcc atomy zanieczyszczeń śródmiąższowych tworzą elastyczne pola naprężeń, które nie mają symetrii sferycznej i oddziałują z dyslokacjami wszystkich typów, w tym czysto śrubowymi. Nawet przy niskich stężeniach [<10 -1 - 10 -2 % (ат.)] примеси (например, азот и углерод в железе) способны блокировать все дислокации, имеющиеся в металле до деформации. Тогда, по Коттреллу, для начала движения дислокаций и для начала пластического течения необходимо приложить напряжение, гораздо большее, чем это требуется для перемещения дислокаций, свободных от примесных атмосфер. Следовательно, вплоть до момента достижения верхнего предела текучести заблокированные дислокации не могут начать двигаться, и деформация идет упруго. После достижения σ тв по крайней мере часть этих дислокаций (расположенных в плоскости действия максимальных касательных напряжений) отрывается от своих атмосфер и начинает перемещаться, производя пластическую деформацию. Последующий спад напряжений - образование зуба текучести - происходит потому, что свободные от примесных атмосфер и более подвижные дислокации могут скользить некоторое время под действием меньших напряжений σ тн пока их торможение не вызовет начала обычного деформационного упрочнения.

Poprawność teorii Cottrella potwierdzają wyniki następujących prostych eksperymentów. Jeśli odkształcisz próbkę żelaza, na przykład do punktu A(Rys. 2.48), należy ją rozładować i natychmiast ponownie rozciągnąć, wówczas nie powstanie plateau zęba i plastyczności, gdyż po wstępnym rozciągnięciu w nowym stanie początkowym próbka zawierała wiele ruchomych dyslokacji wolnych od atmosfer zanieczyszczeń. Jeśli teraz po rozładunku z punktu A przechowywać próbkę w temperaturze pokojowej lub lekko podwyższonej, tj. daj czas na kondensację zanieczyszczeń na dyslokacjach, a następnie przy nowym rozciągnięciu na wykresie ponownie pojawi się ząb i obszar plastyczności.

Zatem teoria Cottrella wiąże nagły obrót z starzenie odkształceniowe – utrwalanie dyslokacji przez zanieczyszczenia.

Założenie Cottrella, że ​​po odblokowaniu odkształcenie plastyczne, przynajmniej początkowo, następuje poprzez przesuwanie się tych „starych”, ale już uwolnionych, dyslokacji, okazało się nieuniwersalne. Dla wielu materiałów ustalono, że przemieszczenia początkowe mogą być tak mocno utrwalone, że nie następuje ich odblokowanie, a w miejscu plastyczności następuje odkształcenie plastyczne na skutek ruchu nowo powstałych dyslokacji. Ponadto w kryształach wolnych od dyslokacji - „wąsach” obserwuje się powstawanie zęba i plateau plastyczności. W związku z tym teoria Cottrella opisuje tylko szczególny, choć istotny, przypadek nagłej zmiany sytuacji.

Podstawą współczesnej teorii plonowania imiennika, której nie można jeszcze uznać za ostatecznie ustaloną, jest to samo stanowisko prezentowane przez Cottrella: ząb i plateau plastyczności wynikają z gwałtownego wzrostu liczby ruchomych dyslokacji na początku przepływ plastyczny. Oznacza to, że do ich pojawienia się muszą zostać spełnione dwa warunki: 1) w próbce wyjściowej liczba swobodnych dyslokacji musi być bardzo mała oraz 2) musi ona mieć możliwość szybkiego wzrostu w ten czy inny sposób już na samym początku odkształcenia plastycznego .

Brak dyslokacji ruchomych w pierwotnej próbce można wiązać albo z dużą doskonałością jej podstruktury (np. wąsami), albo z unieruchomieniem większości istniejących dyslokacji. Według Cottrella takie utrwalenie można osiągnąć poprzez utworzenie zanieczyszczonej atmosfery. Możliwe są także inne sposoby utrwalania, na przykład cząstkami drugiej fazy.

Liczba dyslokacji mobilnych może gwałtownie wzrosnąć:

1) Ze względu na odblokowanie wcześniej unieruchomionych dyslokacji (oddzielenie od atmosfer zanieczyszczeń, ominięcie cząstek poprzez przesuwanie poprzeczne itp.);

2) Poprzez powstawanie nowych dyslokacji;

3) Poprzez ich reprodukcję w wyniku interakcji.

W polikryształach granica plastyczności zależy w dużym stopniu od wielkości ziaren. Granice ziaren służą jako skuteczne bariery dla przemieszczających się dyslokacji. Im drobniejsze ziarno, tym częściej bariery te występują na drodze przemieszczeń ślizgowych i tym większe naprężenia potrzebne są, aby kontynuować odkształcenie plastyczne już w jego początkowej fazie. W rezultacie w miarę rozdrobnienia ziarna zwiększa się granica plastyczności. Liczne eksperymenty wykazały, że niższa granica plastyczności

σ t.n = σ i + K y d -½ , (2.15)

gdzie σ i oraz K y- stałe materiałowe w określonej temperaturze badania i szybkości odkształcania; D- wielkość ziarna (lub podziarna o strukturze poligonalnej).

Wzór 2.15, zwany od pierwszych autorów równaniem Petcha-Halla, jest uniwersalny i dobrze opisuje wpływ wielkości ziaren nie tylko na σ sof, ale także na warunkową granicę plastyczności i w ogóle na wszelkie naprężenia w obszarze równomiernego odkształcenia .

Fizyczna interpretacja równania empirycznego (2.15) opiera się na rozważanych już koncepcjach natury nagłej płynności. Stała σ i jest uważana za naprężenie wymagane do przemieszczenia dyslokacji wewnątrz ziarna i termin K i d -½- jako napięcie potrzebne do zasilania źródeł dyslokacji w sąsiednich ziarnach.

Wartość σ i zależy od siły Peierlsa-Nabarro i przeszkód w przesuwaniu dyslokacji (inne dyslokacje, obce atomy, cząstki drugiej fazy itp.). Zatem σ i – „naprężenie tarcia” – kompensuje siły, które dyslokacje muszą pokonać podczas poruszania się wewnątrz ziarna. Aby eksperymentalnie wyznaczyć σ i, można skorzystać z pierwotnego wykresu rozciągania: wartość σ i odpowiada punktowi przecięcia krzywej rozciągania ekstrapolowanej na obszar małych odkształceń poza granicę plastyczności z prostym odcinkiem tej krzywej (rys. 2,49, A). Ta metoda szacowania σ i opiera się na założeniu, że powierzchnia ius Wykresy rozciągania wynikają z polikrystalicznego charakteru rozciągniętej próbki; gdyby był to pojedynczy kryształ, wówczas przepływ plastyczny rozpocząłby się w tym punkcie I .

Rysunek 2.49. Wyznaczenie naprężenia płynięcia σ i z wykresu rozciągania (a) oraz zależności dolnej granicy plastyczności od wielkości ziarna (b).

Drugim sposobem wyznaczenia σ i jest ekstrapolacja prostej σ tzw. d -½ do wartości d -½ = 0 (patrz ryc. 2.49, B). Tutaj bezpośrednio zakłada się, że σ i jest granicą plastyczności monokryształu o tej samej strukturze wewnątrzkrystalicznej co polikryształy.

Parametr K charakteryzuje nachylenie linii prostej σ t - D- ½. Według Cottrella

K = σ D(2l) ½,

gdzie σ D napięcie potrzebne do odblokowania dyslokacji w sąsiednim ziarnie (np. oddzielenie od atmosfery domieszkowej lub od granicy ziaren); l- odległość od granicy ziaren do najbliższego źródła dyslokacji.

Zatem, K określa trudność przenoszenia odkształcenia z ziarna na ziarno.

Efekt nagłego przepływu zależy od temperatury badania. Jej zmiana wpływa zarówno na wysokość zęba plastycznego, długość platformy, jak i, co najważniejsze, na wartość dolnej (fizycznej) granicy plastyczności. Wraz ze wzrostem temperatury badania wysokość zęba i długość plateau plastyczności zwykle maleją. Efekt ten objawia się zwłaszcza podczas rozciągania metali bcc. Wyjątkiem są stopy i zakresy temperatur, w których nagrzewanie prowadzi do zwiększonego blokowania dyslokacji lub trudności w ich powstaniu (np. podczas starzenia lub porządkowania).

Dolna granica plastyczności zmniejsza się szczególnie gwałtownie w temperaturach, w których stopień blokowania dyslokacji zmienia się znacząco. Na przykład w metalach bcc obserwuje się ostrą zależność temperaturową σ t.n poniżej 0,2 T pl, co właśnie określa ich skłonność do kruchego pękania w niskich temperaturach (patrz rozdział 2.4). Nieuchronność zależności temperaturowej σ tn wynika z fizycznego znaczenia jego składników. Rzeczywiście, σ i powinno zależeć od temperatury, ponieważ naprężenia niezbędne do pokonania sił tarcia maleją wraz ze wzrostem temperatury ze względu na łatwość omijania barier poprzez boczne ślizganie i pełzanie. Stopień zablokowania dyslokacji, który określa wartość K i dlatego termin K i d -½ we wzorze (2.15) powinna również maleć wraz z ogrzewaniem. Na przykład w metalach bcc jest to spowodowane rozmyciem atmosfery zanieczyszczeń już w niskich temperaturach ze względu na wysoką ruchliwość dyfuzyjną zanieczyszczeń międzywęzłowych.

Nominalna granica plastyczności zwykle w mniejszym stopniu zależy od temperatury, chociaż w naturalny sposób maleje podczas ogrzewania czystych metali i stopów, w których podczas badania nie zachodzą przemiany fazowe. Jeżeli takie przemiany (zwłaszcza starzenie) mają miejsce, to charakter zmiany granicy plastyczności wraz ze wzrostem temperatury staje się niejednoznaczny. W zależności od zmian w strukturze możliwy jest tutaj spadek lub wzrost, a także złożona zależność od temperatury. Przykładowo wzrost temperatury rozciągania wstępnie utwardzonego stopu – przesyconego roztworu stałego – początkowo prowadzi do wzrostu granicy plastyczności aż do pewnego maksimum, odpowiadającego największej liczbie rozproszonych spójnych wydzieleń produktów rozkładu roztworu stałego występującego w procesie badania, a wraz z dalszym wzrostem temperatury σ 0,2 będzie się zmniejszać na skutek utraty spójności cząstek z osnową i ich koagulacji.

Wytrzymałość na rozciąganie. Po przejściu punktu S Na wykresie rozciągania (patrz rys. 2.45) próbka ulega intensywnemu odkształceniu plastycznemu, co szczegółowo omówiono wcześniej. Do punktu „c” część robocza próbki zachowuje swój pierwotny kształt. Wydłużenie jest tutaj równomiernie rozłożone na długości efektywnej. W miejscu „w ” ta makrojednorodność odkształcenia plastycznego zostaje zakłócona. W jakiejś części próbki, zwykle w pobliżu elementu wywołującego naprężenia, który znajdował się już w stanie początkowym lub powstał w trakcie rozciągania (najczęściej w połowie obliczonej długości), rozpoczyna się lokalizacja odkształcenia. Odpowiada to lokalnemu zwężeniu przekroju próbki - utworzeniu szyi.

Możliwość znacznego równomiernego odkształcenia i „opóźnienia” momentu rozpoczęcia tworzenia się szyjki w tworzywach sztucznych wynika z umocnienia zgniotowego. Gdyby go tam nie było, szyjka zaczęłaby się formować natychmiast po osiągnięciu granicy plastyczności. Na etapie odkształcenia równomiernego wzrost naprężenia płynięcia w wyniku umocnienia odkształceniowego jest całkowicie kompensowany przez wydłużenie i zwężenie obliczonej części próbki. Kiedy wzrost naprężenia w wyniku zmniejszenia przekroju poprzecznego staje się większy niż wzrost naprężenia w wyniku umocnienia przez odkształcenie, równomierność odkształcenia zostaje zakłócona i powstaje szyjka.

Szyja rozwija się od punktu „b” aż do zniszczenia w tym miejscu k(patrz rys. 2.45), jednocześnie maleje siła działająca na próbkę. Przy maksymalnym obciążeniu ( P c, rys. 2,44, 2,45) na pierwotnym wykresie rozciągania chwilowy opór(często nazywany wytrzymałość na rozciąganie Lub warunkowa wytrzymałość na rozciąganie)

σ w = Pb /F 0 .

W przypadku materiałów, które zapadają się wraz z utworzeniem szyjki, σ in jest naprężeniem warunkowym charakteryzującym odporność na maksymalnie równomierne odkształcenie.

Ostateczna wytrzymałość takich materiałów σ nie determinuje. Dzieje się tak z dwóch powodów. Po pierwsze, σ jest znacznie mniejsze niż napięcie rzeczywiste S in, działający w próbce w momencie osiągnięcia punktu „c” . W tym momencie wydłużenie względne osiągnęło już 10-30%, pole przekroju poprzecznego próbki F V „F0. Dlatego

S V = P V /F V > σ w = P V / F 0 .

Ale tak zwany prawdziwy punkt krytyczny S c również nie może służyć jako cecha wytrzymałości ostatecznej, ponieważ poza punktem „c” na wykresie rozciągania (patrz ryc. 2.45) rzeczywista odporność na odkształcenie nadal rośnie, chociaż siła maleje. Faktem jest, że ten wysiłek w witrynie w k koncentruje się na minimalnym przekroju próbki w szyjce, a jego powierzchnia zmniejsza się szybciej niż działająca siła.

Rysunek 2. 50- Wykres rzeczywistego naprężenia rozciągającego

Jeśli przestawimy diagram napięcia pierwotnego we współrzędnych S-e Lub S-Ψ(ryc. 2.50), to okazuje się, że S wzrasta w sposób ciągły wraz z deformacją aż do momentu zniszczenia. Krzywa na ryc. 2,50. pozwala na rygorystyczną analizę właściwości umocnienia odkształceniowego i wytrzymałości na rozciąganie. Diagram naprężeń rzeczywistych (patrz rys. 2.50) dla materiałów, które nie tworzą szyjki, ma wiele interesujących właściwości. W szczególności kontynuacja odcinka prostego wykresu poza punkt „c” do przecięcia z osią naprężenia pozwala w przybliżeniu oszacować wartość σ in i ekstrapolację odcinka prostego do punktu C, co odpowiada Ψ = 1 (100%) daje S= 2S V.

Schemat na ryc. 2,50 różni się jakościowo od rozważanych wcześniej krzywych umocnienia odkształceniowego, gdyż analizując tę ​​ostatnią uwzględniliśmy jedynie etap odkształcenia równomiernego, w którym zachowany jest jednoosiowy układ rozciągania, tj. Wcześniej analizowano wykresy naprężeń rzeczywistych odpowiadające krzywym typu II.

Na ryc. 2,50 to jasne S in, a zwłaszcza σ in, jest znacznie mniejsze prawdziwa odporność na rozdarcie (S k = P k / F k) definiowany jako stosunek siły w momencie zniszczenia do maksymalnego pola przekroju poprzecznego próbki w miejscu zniszczenia Fk. Wydawać by się mogło, że wielkość Sk jest najlepszą cechą ostatecznej wytrzymałości materiału. Ale to też jest warunkowe. Obliczenie Sk zakłada, że ​​w chwili zniszczenia w szyjce działa jednoosiowy schemat rozciągania, chociaż w rzeczywistości powstaje tam stan naprężenia objętościowego, którego w zasadzie nie da się scharakteryzować pojedynczym naprężeniem normalnym (dlatego w teoriach umocnienia zgniotowego nie uwzględnia się odkształcenia skupionego przy jednoosiowym rozciąganiu). W rzeczywistości, Sk określa jedynie pewne średnie naprężenie podłużne w chwili zniszczenia.

Znaczenie i znaczenie tymczasowego oporu, a także S w I Sk zmieniają się znacząco przy odchodzeniu od rozpatrywanego wykresu naprężeń (patrz rys. 2.44, III) do pierwszych dwóch (patrz ryc. 2.44, I, II). W przypadku braku odkształceń plastycznych (patrz ryc. 2.44, I) σ w ≈ S w ≈ Sk. W tym przypadku maksymalne obciążenie przed awarią wynosi P c określa tzw. rzeczywistą wytrzymałość na rozdarcie lub kruchość materiału. Tutaj σ nie jest już cechą warunkową, ale cechą, która ma pewne znaczenie fizyczne, określone przez naturę materiału i warunki kruchego pękania.

W przypadku materiałów o stosunkowo niskiej ciągliwości, które dają krzywą naprężenia-odkształcenia pokazaną na ryc. 2,44, II, σ in jest naprężeniem warunkowym w momencie zniszczenia. Tutaj S V = S k i dość ściśle charakteryzuje ostateczną wytrzymałość materiału, ponieważ próbka jest równomiernie odkształcana w warunkach jednoosiowego rozciągania aż do zerwania. Różnica wartości bezwzględnych σ w i S zależy od wydłużenia przed zniszczeniem; nie ma między nimi bezpośredniej proporcjonalnej zależności.

Zatem w zależności od rodzaju, a nawet cech ilościowych diagramów naprężeń jednego typu, fizyczne znaczenie σ w, S w I Sk może się zmienić znacząco, a czasem fundamentalnie. Wszystkie te naprężenia są często klasyfikowane jako cechy wytrzymałości ostatecznej lub odporności na pękanie, chociaż w wielu ważnych przypadkach σ w i S determinują bowiem odporność na znaczne odkształcenia plastyczne, a nie na zniszczenie. Dlatego porównując σ in, S w I Sk różnych metali i stopów, należy zawsze brać pod uwagę specyficzne znaczenie tych właściwości dla każdego materiału, w zależności od rodzaju jego wykresu naprężenie-odkształcenie.