Статическое растяжение — одно из наиболее распространённых видов испытаний для определения механических свойств материалов. По ГОСТам: 1497-84, 9651-84, 11150-84 проводится испытание металлического образца на разрывной машине с записью диаграммы нагружения в цифровом виде на ПК и/или в аналоговом виде на регистрирующее устройство. На основании данной диаграммы рассчитываются cледующие параметры:

  • предел пропорциональности;
  • предел упругости;
  • модуль упругости;
  • физический предел текучести ;
  • условный предел текучести;
  • временное сопротивление;
  • относительное равномерное удлинение;
  • относительное удлинение после разрыва;
  • относительное сужение поперечного сечения после разрыва.
Читайте также:  Спиртовой компресс при растяжении связок стопы

Сущность испытания заключается в подаче растягивающей нагрузки на стандартизированный образец до момента его разрушения. 

Образец представляет собой либо цилиндр, либо пластину с заранее определенными размерами. Концы образца зажимают в траверсах разрывной машины и начинают подавать нагрузку с постоянной скоростью до момента разрушения образца. Машина строит диаграмму зависимости нагрузки от удлинения образца. Испытательные машины варьируются по величине максимальной нагрузки.                                                                                                                                                       

По диаграмме растяжения определяют следующие параметры: предел текучести, предел прочности, относительной удлинение и сужение.   

Относительное удлинение и сужение — это изменение длины и толщины образца после испытания в процентах, соотнесенное к исходным значениям. Для конструкционных сталей относительное удлинение будет составлять примерно 25%, для алюминия около 40%, для золота порядка 65%, а удлинение серого чугуна  составляет 1-3% из-за низкой пластичности.Предел прочности — это нагрузка на образец в момент разрыва, отнесенная к начальной площади сечения испытываемого образца, измеряется в кгс/мм2 либо в МПа.А вот про предел текучести стоит рассказать более подробно. В самом начале растяжения образца, тот деформируется в упругой области, т.е. если снять нагрузку, образец вернется к исходным геометрическим размерам. Но как только нагрузка на образец превышает определенную величину, он уже не может упруго вернуться к начальным размерам — произошла пластическая деформация. Напряжение, при котором образец начинает пластически деформироваться, называется пределом текучести. Именно предел текучести закладывается проектировщиками в расчеты будущих конструкций, а не предел прочности, как многие могли бы подумать. По пределу текучести конструкционным сталям присваивается класс прочности. Так, например, если вы услышали, что в проекте используется сталь класса прочности 325, значит предел текучести данной стали должен быть не менее 325 МПа.

На данной фотографии представлен образец после испытания на статическое растяжение, хорошо видна локлизация пластической деформации, так называемая «шейка», которая образуется перед самым разрушением образца. Изначально образец деформируется пластически равномерно, но при росте нагрузки идет локализация деформации в наиболее слабом участке (под влиянием объемно-напряженного состояния идет отслоение неметаллических включений с образованием микропор, которые объединяясь укрупняются, что приводит к ослаблению сечения). Обычно «шейка» образуется в средней части расчетной длины образца, где наибольшие напряжение при сложно-деформированном напряженном состоянии.