Механические свойства материалов. Диаграммы растяжения и сжатия

Диаграммы сжатия. Для испытания стали на сжатие применяются цилиндрические образцы высотой h, равной от одного до трех диаметров (рис. 3.19, а). Диаграмма сжатия пластичной малоуглеродистой стали в интервале до предела текучести такая же, как и при растяжении. Пределы пропорциональности а_пц, упругости о_уп и текучести а_т, а также модуль упругости у сталей при растяжении и сжатии практически одинаковы (рис. 3.20). Предел прочности при

Рис. 3.19

Рис. 3.20
сжатии у пластичной стали получить невозможно, так как образец при появлении пластических деформаций сначала принимает бочкообразную форму (рис. 3.19, б), а затем, не разрушаясь, превращается в диск (рис. 3.19, в). Площадка текучести при сжатии стали не выражена, а зависимость между напряжениями и деформациями за пределом упругости имеет другой характер, чем при растяжении.
Хрупкие материалы имеют существенно меньший предел прочности при растяжении, чем при сжатии. Например, серый чугун при сжатии имеет предел прочности = 500-ь 1500 МПа, а при растяжении — почти в четыре раза меньше: = 120+380 МПа.
На рис. 3.20 показана также диаграмма растяжения и сжатия для чугуна. Разрушение чугуна при сжатии начинается с образования трещин под углом 45° к оси цилиндрического образца, что вызвано наибольшими касательными напряжениями (рис. 3.21).

Рис. 3.21

Рис. 3.22
Такие строительные материалы, как цементный камень, бетон, дерево, испытываются на сжатие на образцах в виде кубиков (рис. 3 22, а). Характер разрушения хрупких материалов при сжатии во многом зависит от сил трения, возникающих по контакту опорной плиты пресса с торцевой поверхностью образца. Например, при отсутствии смазки по контакту, когда поперечные деформации ограничиваются, кубиковый образец бетона разрушается с появлением наклонных трещин, как у чугуна. Завершается разрушение образованием двух усеченных пирамид (рис. 3.22, б). При устранении сил трения по контакту с помощью смазки в образце при разрушении появляются вертикальные трещины (рис. 3.22, в).
Дерево является анизотропным материалом, у которого физические и прочностные свойства существенно различаются в направлениях вдоль и поперек волокон (рис. 3.23). При сжатии кубика из дерева вдоль волокон разрушение происходит в виде сдвига по наклонной плоскости одной части образца относительно другой (рис. 3.24, а). При сжатии поперек волокон происходит прессование дерева (рис. 3.24, б). Пределы прочности дерева при сжатии вдоль и поперек волокон значительно различаются, что видно из табл. 3.3, где приведены величины пределов прочности

Рис. 3.23

Рис. 3.24