Механическое напряжение
В деформированном жестком теле, вследствие смещения частиц в кристаллической решетке относительно друг дружку, появляются внутренние силы, которые делают в материале напряжение.
Механическим напряжением … именуется величина, характеризующая действие внутренних сил в деформированном жестком теле. Механическое напряжение… измеряется внутренней силой, действующей на единицу площади сечения деформированного тела:
Выведем единицу измерения напряжения А:
В системе СИ за единицу s принимается такое механическое напряжение в материале, при котором на площадь сечения в 1 м2 действует внутренняя сила в 1 Н.
Отметим, что все изложенное правильно, если напряжение во всех точках сечения идиентично.
Если внутренняя сила действует перпендикулярно сечению, то напряжение именуется обычным sн (к примеру, при деформации продольного растяжения). Если же эта сила действует параллельно сечению, то напряжение именуют касательным sк (к примеру, при деформации сдвига).
Упругость, пластичность, хрупкость и твердость
Свойство деформированных жестких тел принимать свою первоначальную форму и собственный объем после прекращения деяния наружных сил именуется упругостью. Деформация тела, которая исчезает после снятия наружных нагрузок на это тело, именуется упругой деформацией. Так как упруго деформированное тело стремится возвратить свою форму и собственный объем, оно действует на тела, вызвавшие его деформацию, с некой силой, которую именуют Силой упругости. Внутренние силы, возникающие в материале при деформации, тоже именуют силами упругости.
Опыт указывает, что тело можно деформировать так, что оно не восстановит свою прежнюю форму,- когда наружные воздействия на него пропадут. Свойство тел сохранять деформацию после снятия наружных нагрузок именуют Пластичностью. Остаточная деформация тела, которая сохраняется после снятия наружных нагрузок на тело, именуется Пластической деформацией. Упругость (пластичность) тел в главном определяется материалом, из которого они изготовлены. К примеру, сталь и резина упруги, а медь и воск пластичны. Деление материалов на упругие и пластичные условно, потому что каждый материал почти всегда обладает сразу и пластичностью, и упругостью. К примеру, железную пружину можно растянуть так, что она уже не сожмется. С другой стороны, медная спираль при маленьких растяжениях пружинит (т. е. сжимается, если ее отпустить).
Не считая того; характеристики материала очень зависят от наружных критерий. К примеру, обычно пластичный свинец при низких температурах становится упругим, а упругая сталь при очень огромных давлениях и больших температурах становится пластичной. Опыт указывает, что при постепенном увеличении нагрузок на материал в теле поначалу появляются упругие деформации, а потом возникают пластические деформации.
Необходимыми механическими качествами материалов, которые приходится учесть в машиностроении, являются хрупкость и твердость.
На практике встречаются материалы, которые при относительно маленьких нагрузках упруго деформируются, а при увеличении наружной нагрузки разрушаются до этого, чем у их появится остаточная деформация. Такие материалы именуются хрупкими (к примеру, стекло, кирпич). Хрупкие материалы очень чувствительны к ударной нагрузке. При резком ударе хрупкие тела сравнимо просто разрушаются. Твердость материала можно найти разными методами. Обычно более жестким считают тот материал, который оставляет царапинки на поверхности другого материала. Опыт показал, что более жестким материалом является алмаз. В текущее время твердость материала определяют вдавливанием в его поверхность алмазного конуса либо железного шара (рис. 13.20). Чем меньше войдет конус в материал при определенной силе вдавливания, тем тверже этот материал.
Твердость материала значительно оказывает влияние на величину трения качения. К примеру, шариковые подшипники делают из жесткой стали, потому что при всем этом трение в их выходит очень небольшим. Оказывается, твердость материала связана с его прочностью: чем тверже материал, тем он прочнее. Таким макаром, определение твердости материала имеет существенное практическое значение.
