JELENSÉGEK STATIKUS TERHELÉS ESETÉN
Az anyag deformációja feszültség hatására rendkívül bonyolult jelenség, ezért különböző szempontok szerint egyszerűsíteni kell ahhoz, hogy megérthető legyen. Ezen egyszerűsítések egyike az a feltételezés, hogy a terheket fokozatosan adják rá, ahogyan azt például a próbatesteknél szakító- és nyomóvizsgálat során teszik.
Ha a húzásra igénybe vett acélrudat fokozatosan növekvő terhelésnek tesszük ki, és mérjük annak dilatációját ℇ, a képen látható diagramot kapjuk.
_1= Arányossági határ _2 =A rugalmassági határ 3 =Folyási alsó határ 3’= Felső folyási határ
Kezdetben a nyúlás nagyon kicsi, és arányos a feszültséggel, ahogyan azt a Hooke-törvény megköveteli. Egy bizonyos feszültségtől kezdve az arányosság megszűnik, és a nyúlás gyorsabban növekszik. Ennek az arányossági határnak a pontos helyét nehéz meghatározni. Minél pontosabb a mérés, annál alacsonyabbnak adódik. A legtöbb anyagnál a δ=0 értéknél helyezkedik el, és a Hooke-törvény ekkor már csak az rugalmas viselkedés első közelítése, a Taylor-sorfejtés első tagja az ℇ=ℇ (δ) függvénynek a koordinátaorigó környezetében. Ha a rudat tehermentesítjük, megfigyelhető, hogy ha a feszültség nem volt túlságosan nagy, a deformáció is eltűnik Hooke törvényének megfelelően. De ez is megváltozik, ha túllépnek egy bizonyos, a proporcionalitási határ közelében fekvő feszültséget, az úgynevezett rugalmassági határt; ekkor az összes alakváltozás rugalmas (visszanyerhető) és nem rugalmas (maradó) részből áll. A rugalmassági határ sem határozható meg pontosan; minél nagyobb a mérés pontossága, annál alacsonyabban található.
Azonban, mivel ennek nagy műszaki jelentősége van, mert az anyagellenállástani számítások szinte mindegyikében fontos határt jelent, ugyanakkor azt a határt is, ahol az első maradó károsodások keletkeznek, a próbadarabok vizsgálatánál egy elfogadott konvencióval szigorúan meghatározzák, ezért például a 0,2% határaként azt a feszültséget jelölik, amelynél a maradó nyúlás eléri a 0,2% értéket.
Közvetlenül a rugalmassági határ túllépése után a deformáció hirtelen növekszik, és szabad szemmel is észlelhető; közel állandó feszültség mellett a rúd folyamatosan megnyúlik. Ezt a feszültséget folyáshatárnak nevezzük.
A hidraulikus anyagvizsgáló gépeknél a folyás kezdetét követően ezenkívül többé-kevésbé kifejezett feszültségesés is megfigyelhető, amint azt az ábrán szaggatott görbe jelzi; ekkor a maximumot felső folyáshatárnak, az ezt követően fellépő állandó folyófeszültséget pedig alsó folyáshatárnak nevezzük.
Miután elérünk egy bizonyos nyúlást, amely már csaknem teljesen rugalmatlan, a feszültség ismét növekedni kezd, az anyag megszilárdul. Ebben a terhelési tartományban a rúd keresztmetszete a (rugalmatlan) oldalirányú összehúzódás következtében észrevehetően csökken, és a feszültség- és alakváltozási diagram további alakulása elsősorban attól függ, hogy a feszültség számításánál a rúdon ható P húzóerőt az eredeti Fo keresztmetszettel vagy az aktuális F keresztmetszettel osztjuk-e. Technikai célokra az P/F feszültség az érdekes. Ez a feszültség eléri a maximumát, amelyet az anyag szilárdságának neveznek, és amikor ez a maximum elmúlik, a rúd egy helyen erősen elvékonyodik és elszakad. A „valós feszültség” P/F a törésig növekszik.
Más fémek viselkedése sok tekintetben eltér az itt leírtaktól. A folyás gyakran nem kifejezett, és a keményedés közvetlenül a rugalmassági határ túllépése után kezdődik.
Rideg anyagoknál (kő, üveg, beton) a nem rugalmas alakváltozások általában kicsik, és már kis nyúlásnál is bekövetkezik a törés. Az anyag törésig elszenvedett összes nyúlása a rugalmasság (ellentéte: ridegség) mértéke, és ezt acélnál a műszaki előírások pontosan meghatározzák. Mivel azonban közvetlenül a törés előtt a további alakváltozás a szűkített keresztmetszet környezetében koncentrálódik, a törési nyúlás értéke eltérő lesz attól függően, hogy a mérőhosszhoz a rúd nagyobb vagy kisebb részét vesszük alapul, ezért egyértelmű és egymással összehasonlítható eredmények eléréséhez előre rögzített konvenciót kell alkalmazni. A törési nyúlást rendszerint úgy mérik, hogy egy d átmérőjű kerek rúdon a vizsgálat előtt megjelölik az l = 10 d mérőhosszt, majd annak megnyúlásából, ∆l-ből számítják ki a törési nyúlást ℇSl= ∆1/1.
Ha eltérő keresztmetszetű rudakat kell vizsgálni, a mérési hossz annak a kör keresztmetszetű hengeres rúdnak az átmérője alapján kerül meghatározásra, amelynek keresztmetszeti felülete azonos.