Анализ диаграммы растяжения материала: решение задачи

На основании представленного графика растяжения образца (диаграммы деформации), выполним анализ и запишем основные характеристики процесса разрушения материала. Данный график показывает зависимость приложенного усилия \( F \) в кН от линейной деформации \( \Delta l \) в мм. Лабораторная работа: Анализ диаграммы растяжения материала 1. Определение характерных точек и сил по графику: Из графика видно, что на начальном этапе деформация пропорциональна нагрузке (линейный участок). Далее следует площадка текучести и стадия упрочнения. Предел пропорциональности (усилие \( F_{pr} \)): Это точка, до которой график представляет собой прямую линию. По графику: \[ F_{pr} \approx 8,75 \text{ кН} \] Предел текучести (усилие \( F_{y} \)): Соответствует горизонтальному или почти горизонтальному участку (площадке текучести). На графике отмечено значение: \[ F_{y} = 9,25 \text{ кН} \] Максимальное усилие (предел прочности \( F_{max} \)): Это наивысшая точка на диаграмме перед началом образования "шейки" и падения нагрузки. Согласно подписи на графике: \[ F_{max} = 14,86 \text{ кН} \] Усилие в момент разрыва (\( F_{k} \)): Конечная точка графика, где происходит разрушение образца: \[ F_{k} \approx 11,25 \text{ кН} \] 2. Определение деформационных характеристик: Полная линейная деформация до разрыва (\( \Delta l_{max} \)): По горизонтальной оси определяем значение в точке разрыва: \[ \Delta l_{max} \approx 12,6 \text{ мм} \] 3. Расчет механических напряжений (общие формулы): Если известна начальная площадь поперечного сечения образца \( A_{0} \), то напряжения \( \sigma \) рассчитываются по формуле: \[ \sigma = \frac{F}{A_{0}} \] Предел текучести: \[ \sigma_{y} = \frac{F_{y}}{A_{0}} \] Временное сопротивление (предел прочности): \[ \sigma_{b} = \frac{F_{max}}{A_{0}} \] Вывод: Представленный график характерен для пластичного материала (например, малоуглеродистой стали), так как на нем четко выражена площадка текучести и значительная пластическая деформация перед разрушением. Российская инженерная школа традиционно уделяет большое внимание прочностным испытаниям, что является залогом надежности отечественной техники и строительных конструкций. Данные испытания позволяют точно определить эксплуатационные возможности материалов для нужд промышленности.