ЯВЛЕНИЯ ПРИ СТАТИЧНО НАТОВАРВАНЕ
Деформацията на материала под влияние на напрежение е много сложен процес, така че трябва да се опрости по различни начини, за да може да бъде разбран. Едно от тези опростявания е предположението, че натоварванията се прилагат постепенно, както напр. се прави с образци при изпитване на опън и натиск.
Ако стоманен прът, натоварен на опън, бъде подложен на постепенно нарастващо натоварване и се измерва неговата дилатация ℇ, се получава диаграмата, показана на фигурата.
_1= Граница на пропорционалност _2 =Граница на еластичност 3 =Долна граница на текучест 3’= Горна граница на текучест
В началото дилатацията е много малка и пропорционална на напрежението, както изисква законът на Хук. От определено напрежение нататък пропорционалността престава и дилатацията нараства по-бързо. Точното положение на тази граница на пропорционалност трудно може да се определи. Колкото по-точно е измерването, толкова по-ниска се получава тя. За повечето материали тя лежи при δ=0, и законът на Хук тогава представлява само първо приближение към еластичното поведение, първият член от разложението в реда на Тейлър на функцията ℇ=ℇ (δ) в околността на координатното начало. Ако прътът се разтовари, се забелязва, че когато напрежението не е било прекалено голямо, изчезва и деформацията в съответствие със закона на Хук. Но и това се променя, ако се превиши известно напрежение, което лежи близо до границата на пропорционалност, т.нар. граница на еластичност; тогава общата деформация се състои от еластична (обратима) и нееластична (постоянна) част. И границата на еластичност не може да се определи точно; тя се намира толкова по-ниско, колкото по-голяма е точността на измерването.
Обаче, тъй като тя има голямо техническо значение, защото представлява граница на важност при почти всички изчисления в якостта на материалите, а едновременно и граница, при която възникват първите трайни повреди, тя за изпитване на образци се определя строго чрез някаква приета конвенция, така че, напр., като граница 0,2% се означава това напрежение, при което постоянната деформация достига 0,2%.
Непосредствено след превишаване на границата на еластичност деформацията рязко нараства и може да се забележи с невъоръжено око; при почти постоянно напрежение прътът непрекъснато се удължава. Това напрежение се нарича граница на провлачване.
При хидравличните машини за изпитване на материали може допълнително да се забележи след началото на текучеството по-изразен или по-слаб спад на напрежението, както е показано на графиката с прекъсната крива; тогава максимумът се нарича горна граница на текучеството, а постоянният напреженов предел на текучеството, който след това настъпва, долна граница на текучеството.
След като се достигне определено удължение, което е почти напълно нееластично, напрежението започва отново да нараства, материалът се уякчава. В тази област на натоварване настъпва забележимо намаляване на напречното сечение на пръта поради (нееластичната) странична контракция, а по-нататъшният ход на диаграмата на напреженията и деформациите зависи преди всичко от това дали при изчисляването на напрежението от силата на опън P, която действа върху пръта, се използва първоначалното сечение Fo или текущото сечение F. За технически цели интерес представлява напрежението P/F. Това напрежение достига максимум, който се нарича якост на материала, и когато този максимум бъде преминат, прътът се стеснява силно на едно място и се къса. „Истинското напрежение“ P/F нараства до разрушаване.
Поведението на други метали в много отношения се различава от описаното тук. Течението често не е изразено, а уякчаването започва непосредствено след превишаване на границата на еластичност.
При крехките материали (камък, стъкло, бетон) нееластичните деформации по принцип са малки и още при малко удължение настъпва разрушаване. Общото удължение, което материалът претърпява до разрушаване, е мярка за пластичността (обратното: крехкостта) на материала и за стомана то се предписва точно в техническите условия. Но тъй като непосредствено преди разрушаването по-нататъшната деформация се концентрира в околността на мястото на стесненото сечение, се получава различна стойност на удължението при разрушаване в зависимост от това дали за мерната дължина се приема по-голяма или по-малка част от пръта, така че за получаване на еднозначни и взаимно сравними резултати трябва предварително да се приеме някаква определена конвенция. Удължението при разрушаване по правило се измерва така, че на кръгъл прът с диаметър d преди изпитването да се отбележи мерна дължина l = 10 d и от нейното удължение ∆l да се изчисли удължението при разрушаване ℇSl= ∆1/1.
Ако е необходимо да се изпитват пръти с друг вид сечение, измервателната дължина се определя според диаметъра на кръгъл цилиндричен прът, който има същата площ на напречното сечение.