Механические свойства материалов. Виды деформаций

Под действием внешних сил твердые тела изменяют свою форму и размеры - деформируются. Поведение тела в процессе его деформирования удобно иллюстрировать диаграммой растяжения, изображенной на рисунке.

Вдоль оси ординат откладывают механическое напряжение s. Различают внутренние напряжения в теле (, где S0 - начальная площадь поперечного сечения тела) и внешние напряжения (или удельная нагрузка, рассматриваются внешние силы.
Вдоль оси абсцисс откладывают относительное удлинение , где l0 - начальная длина тела, l - абсолютное удлинение (l = l - l0). Если внешнее воздействие была сравнительно небольшой, то ее устранение сопровождается упругим восстановлением первоначального состояния тела (на диаграмме растяжения участок 0-1). При возрастании нагрузки большинство материалов проявляет пластические свойства (сначала это участок 1-2, затем деформация возрастает без увеличения внешней силы - материал пластически «течет», участок 2-3). После исчерпания пластических ресурсов нарастает (участок 3-4), что заканчивается разрушением тела (точка 4). Большинство сталей, а также сплавов на основе меди пластичны. Однако есть и хрупкие материалы (большинство чугунов, стекловидные материалы).
Значения напряжений, соответствующие завершению упругой деформации - исчезает, после того, как действие внешних сил прекращается; начала и окончания пластической деформации - не исчезает после прекращения действия сил, которые их вызвали и приводят к необратимым изменениям в кристаллической решетке твердого тела (текучести) и разрушением материала (, и ), имеют название границ (пределов) упругости, текучести и прочности.
Деформации в телах могут вызываться путем одноосного растяжения или сжатия; всестороннего сжатия (например, в жидкости под поршнем); смещения (в чистом виде или кручением).