Vypracované státnicové otázky z okruhu Materiály a technologie

1. CHOVÁNÍ MATERIÁLŮ ZA PŮSOBENÍ VNĚJŠÍCH SIL

Mechanické vlastnosti materiálu charakterizují jeho chování za působení vnějších sil a tím poskytují základní informace pro dimenzování.

Působením vnější síly (dostatečně velké síly) mění těleso svůj tvar a může dojít k jeho porušení. Současně vzniká napětí, protože se materiál této přeměně brání.

Tvarová změna se nazývá deformace (PŘETVOŘENÍ). Při nízkých hodnotách síly se jedná o elastickou (pružnou) deformaci, která po odlehčení vymizí a těleso nabude původního tvaru. Při pružné deformaci platí Hookův zákon (ε =α ⋅σ ……. σ = E ⋅ε ), kde E je modul pružnosti, který je závislý na druhu materiálu, orientaci mřížky a na působících silách. Překročí-li hodnota vnější síly určitou mez, dojde k trvalé (plastické) deformaci, která i po odlehčení zůstane.

Pružná a plastická deformace:
Závislost napětí a deformace lze rozdělit na dvě základní oblasti, a to na oblast, kde převládají pružné deformace, které po odlehčení zatěžující síly vymizí, a na oblast trvalých (plastických) deformací. Počáteční přímkový úsek přísluší pružné deformaci a vyjadřuje úměrnost napětí a deformace. Další část diagramu až do přetržení tyče souvisí s plastickou deformací a deformačním zpevňováním.

Napětí příslušející začátku plastické deformace je technicky velmi významné. Nastává při něm trvalé plastické přetváření a tyč po odlehčení již nenabude původní délky. Napětí odpovídající bodu K, označujeme jako mez kluzu v tahu a definujeme je jako nejmenší napětí, při němž nastávají podstatné deformace, které někdy dočasně pokračují, aniž se zároveň zvyšuje napětí.

U některých materiálů prodleva nenastane a mez kluzu nelze zjistit. Proto se za běžnou smluvní hodnotu bere napětí, které způsobí trvalé prodloužení 0,2 % .

Od bodu K jde čára diagramu téměř vodorovně, tj. tyč se prodlužuje, aniž vzrůstá zatížení. Někdy se objeví i malý pokles napětí. Při dalším zvětšování zatížení se tyč prodlužuje stále rychleji. Bodu P na vrcholu křivky odpovídá největší napětí Rm (mez pevnosti v tahu). Při napětí odpovídajícímu bodu S se tyč přetrhne.

Tvar pracovního diagramu se mění podle druhu materiálu.