5. Анализ диаграммы сжатия стального образца

Первоначальный участок диа­граммы представляет собой пря­мую линию, отражающую пря­мую пропорциональность между нагрузкой и деформацией (за­кон Гука, рис. 10).

Рис. 10 Диаграмма сжатия малоуглеродистой стали.

При дальней­шем сжатии образец деформиру­ется без значительного увеличе­ния нагрузки (материал «течет»). Текучесть при сжатии коротких образцов выявляется не очень отчетливо, поэтому при испытании необходимо особенно внима­тельно следить за нагрузкой. Затем нагрузка начинает вновь воз­растать, образец непрерывно сжимается, поперечное сечение его увеличивается, образец сплющивается. И величина предела прочности при сжатии не может быть определена. Можно опре­делить предел пропорциональности σ_пц как отношение нагрузки F_пц

к первоначальной площади поперечного сечения образца А₀, МПа:

(2)

6. Анализ диаграммы сжатия образца из чугуна

Диаграмма сжатия с самого начала имеет почти линейную зависимость (рис. 11). На этом участке форма и размеры образца из­меняются незначительно. При приближе­нии к максимальной нагрузке кривая диаг­раммы становится более пологой и образец принимает слегка бочкообразную форму.

Когда нагрузка достигает наибольшего зна­чения, на образце появляются трещины, угол наклона которых приблизительно ра­нен 45⁰, и наступает внезапное разрушение образца (рис. 5).

Пo шкале необходимо зафиксировать наибольшие показания.

Рис. 11 Диаграмма сжатия чугуна.

Предел прочности определяется как отношение наибольшей нагрузки F_max к первоначальной площади поперечного сечения, МПа:

(3)

где F_max = q·А.

7. Анализ диаграммы сжатия образца из древесины

Испытание деревянных образцов представляет собой интерес вследствие того, что прочность этого материала, имеющего волокнистую структуру, не­одинакова вдоль и поперек волокон (это анизотропный материал). Разру­шение древесины при сжатии вдоль во­локон происходит при небольших де­формациях. На рис. 12 представлена диаграмма сжатия образца вдоль воло­кон (кривая 1).

Рис. 12 Диаграмма сжатия образца из древесины:

1) Вдоль волокон; 2) поперек волокон.

После достижения наибольшей нагрузки F_{max с} образец начинает разрушаться и нагрузка падает. По результатам опыта вычисляют пре­дел прочности древесины вдоль воло­кон по формуле, МПа:

(3)

где b₀ – первоначальные размеры образца из древесины.

При испытании образца поперек волокон нагрузка сначала воз­растает пропорционально деформации (рис. 12, кривая 2). За­тем возрастание нагрузки замедляется, и кубик быстро деформи­руется, но разрушение не наблюдается (он лишь спрессовывает­ся). За разрушающую нагрузку условно принимают то значение нагрузки, при которой кубик сжимается на одну треть своей перво­начальной высоты. Значение этой нагрузки надо зафиксировать по шкале. Предел прочности древесины поперек волокон определяется по формуле, МПа:

(4)