Диаграмма деформирования

Приложенная к испытываемому образцу нагрузка из исследуемого материала вызывает появление в нём деформаций. Взаимосвязь нагрузки и деформации описываются так называемой машинной диаграммой деформирования. Сначала деформация образца растёт пропорционально нагрузке. Затем в определенной точке эта пропорциональность нарушается, однако для увеличения деформации необходим дальнейший рост нагрузки. После достижения определённого уровня деформация развивается при постепенном падении нагрузки и завершается разрушением образца.

Истинное напряжение ${\displaystyle \sigma }$ в испытуемом образце равно:

${\displaystyle \sigma ={\frac {P}{A}},}$

где ${\displaystyle P}$ — внешняя сила, ${\displaystyle A}$ — площадь поперечного сечения образца. Деформация ${\displaystyle \varepsilon }$ в испытуемом образце равна:

${\displaystyle \varepsilon ={\frac {l-l_{0}}{l_{0}}},}$

где ${\displaystyle l}$ — длина участка образца после деформации, ${\displaystyle l_{0}}$ — начальная длина участка образца.

Оценка сопротивления материала деформированию механическими напряжениями, определяемыми нагрузкой, приходящейся на единицу площади поперечного сечения образца, является более удобным и универсальным методом. Вид диаграммы не изменится, если по оси ординат откладывать величину условного (а не истинного) напряжения:

${\displaystyle \sigma ={\frac {P}{A_{0}}},}$

где ${\displaystyle A_{0}}$ — начальная площадь поперечного сечения. Диаграмма деформирования, полученная таким способом, называется диаграммой условных напряжений, поскольку условно считается, что площадь поперечного сечения является постоянной в процессе испытания. На основании этой диаграммы для металлических материалов определяют следующие механические характеристики:

• Предел пропорциональности
• Предел текучести
• Предел упругости
• Предел прочности

Пластичные материалы (малоуглеродистая сталь, латунь, алюминий и многие другие металлы) характеризуются тем, что обладают свойствами текучести (увеличения деформаций без увеличения нагрузки) при нормальных температурах.

Хрупкие материалы (чугун, стекло, камень, бетон) характеризуются тем, что их разрушение происходит без заметного изменения скорости деформации.

• Тензор напряжений
• Тензор деформации
• Закон Гука