Диаграмма растяжения. 
Основы сопротивления материалов

Прежде чем исходные данные по напряжениям поступят в справочную литературу, их надо получить. Получают их, проводя серии испытаний на образцах из данного материала. Первый вид испытаний — это испытание на разрыв. Образец закрепляется в разрывной машине и растягивается до полного разрушения. При этом фиксируются сила и деформация образца. Большинство материалов, с которыми нам приходится сталкиваться (стали, алюминиевые и медные сплавы и др.) относятся к группе упруго-пластичных материалов. Их диаграмма растяжения выглядит, как показано на рис. 1.4а. Сначала деформация растет пропорционально силе, затем резкое увеличение деформации (текучесть материала), снова сопротивление и разрыв образца.

а) Рис.1 б) В виде а) информация потребителю не нужна, поэтому диаграмма перестраивается в координатах у и е — относительная деформация.

На диаграмме выделяются 3 характерных точки у_пц — предел пропорциональности, у_Т — предел текучести и.

у_в — временное сопротивление или предел прочности.

После обработки результатов испытаний в справочную литературу передаются данные, имеющие наименьшую погрешность — это в первую очередь у_в, затем у_Т, а у_пц вы можете встретить крайне редко, только в специальной литературе.

А теперь внимательно посмотрите на диаграмму и ответьте на вопрос, какие напряжения Вы можете брать в качестве допустимых? у_в — очевидно нет, поскольку Вы заведомо закладываете в конструкцию ее разрушение; у_Т — крайне не желательно, при этих напряжениях в конструкции возникнут значительные, необратимые пластические деформации; упц — можно, только Вам его никто не дал. Получается замкнутый круг, что дано — брать нельзя, а что можно брать — то не дано. Выход из этого круга Вам предлагают искать самим.

[у] = ув/n ,(1.1).

где n = 1,2 … 10 — коэффициент запаса прочности.

В каждом конкретном случае Вам самим придется решать, какой коэффициент запаса прочности выбрать. Возьмете маленький коэффициент — конструкция будет легкой, но может разрушиться. Возьмете большой коэффициент — конструкция может оказаться слишком громоздкой и тяжелой. Поиск компромиса — довольно серьезная проблема. Очень многое будет зависеть от условий, в которых будет работать Ваше изделие с точки зрения опасности. Например, Вам нужно спроектировать две однотипных тележки, только одна предназначена для дачи, а на другой будут перевозить бутыли с сверхядовитым веществом и поломка этой тележки чревата катастрофическими последствиями. Одинаковый ли коэффициент запаса прочности Вы возьмете в этих случаях ?

Коэффициент запаса прочности — это Ваш опыт, страх и риск.

Могу Вам дать только небольшой совет.

Условия работы конструкции:

неопасные n = 1,2 … 2,5 ;

средней опасности n = 2,5 … 5 ;

повышенной и высокой опасности n = 5 … 10 и более.

На данный момент Вы уже многое знаете. Знаете, что такое напряжение, какие виды напряжений бывают, можете определить внутренние силы, можете решить вопрос с допустимыми напряжениями. Вы готовы к решению прочностных задач. Поэтому перейдем к рассмотрению конкретных видов деформаций.