PARAUGI PIE STATISKAS SLodzes
Materiāla deformācija sprieguma ietekmē ir ļoti sarežģīta parādība, tādēļ, lai to varētu saprast, tā dažādos virzienos jāvienkāršo. Viens no šādiem vienkāršojumiem ir pieņēmums, ka slodzes tiek uzliktas pakāpeniski, kā to, piemēram, dara ar paraugiem stiepes un spiedes pārbaudē.
Ja tērauda stienim, kas noslogots stiepē, pieliek pakāpeniski pieaugošu slodzi un mēra tā dilatāciju ℇ, iegūst attēlā parādīto diagrammu.
_1= proporcionalitātes robeža _2 =Elastības robeža 3 =Apakšējā tecēšanas robeža 3’= Augšējā plūšanas robeža
Sākumā dilatācija ir ļoti maza un proporcionāla spriegumam, kā to nosaka Huka likums. Sākot ar noteiktu sprieguma vērtību, proporcionalitāte beidzas un dilatācija pieaug straujāk. Šīs proporcionalitātes robežas precīzo stāvokli ir grūti noteikt. Jo precīzāks ir mērījums, jo zemāka tā tiek iegūta. Lielākajai daļai materiālu tā atrodas pie δ=0, un Huka likums tad attēlo tikai pirmo tuvinājumu elastīgajai uzvedībai, pirmais loceklis Tēlora rindas funkcijas ℇ=ℇ (δ) izvirzījumā koordinātu sākumpunkta tuvumā. Ja stieni atslogo, novēro, ka, ja spriegums nav bijis pārāk liels, pazūd arī deformācija saskaņā ar Huka likumu. Taču arī tas mainās, ja tiek pārsniegts zināms spriegums, kas atrodas tuvu proporcionalitātes robežai, tā sauktajai elastības robežai; tad kopējā deformācija sastāv no elastīgās (atgriezeniskās) un neelastīgās (paliekošās) daļas. Arī elastības robežu nevar precīzi noteikt; tā atrodas jo zemāk, jo lielāka ir mērījumu precizitāte.
Tomēr, tā kā tam ir liela tehniska nozīme, jo tas ir nozīmības robežlielums gandrīz visos materiālu stiprības aprēķinos un vienlaikus arī robeža, pie kuras rodas pirmie neatgriezeniskie bojājumi, paraugu pārbaudē to stingri definē ar kādu pieņemtu konvenciju, tāpēc, piemēram, par robežu 0,2% apzīmē to spriegumu, pie kura neatgriezeniskā dilatācija sasniedz 0,2%.
Tūlīt pēc elastības robežas pārsniegšanas deformācija strauji pieaug un to var pamanīt ar neapbruņotu aci; pie gandrīz nemainīga sprieguma stienis nepārtraukti garenojas. Šo spriegumu sauc par plūšanas robežu.
Hidrauliskajās materiālu testēšanas iekārtās pēc tecēšanas sākuma papildus var novērot vairāk vai mazāk izteiktu sprieguma kritumu, kā tas grafiskajā attēlā norādīts ar pārtrauktu līkni; tad maksimumu sauc par augšējo tecēšanas robežu, bet pēc tam sekojošo konstanto tecēšanas spriegumu par apakšējo tecēšanas robežu.
Kad ir sasniegta noteikta dilatācija, kas ir gandrīz pilnīgi neelastīga, spriegums sāk atkal pieaugt, materiāls sacietē. Šajā slodzes apgabalā notiek ievērojama stieņa šķērsgriezuma samazināšanās neelastiskas sānu kontrakcijas dēļ, un turpmākā sprieguma un deformācijas diagrammas norise galvenokārt ir atkarīga no tā, vai, aprēķinot spriegumu, stieņa darbību izraisošais stiepes spēks P tiek dalīts ar sākotnējo šķērsgriezumu Fo vai ar pašreizējo šķērsgriezumu F. Tehniskām vajadzībām interesants ir spriegums P/F. Šis spriegums sasniedz maksimumu, ko sauc par materiāla izturību, un, kad šis maksimums ir pārsniegts, stienis vienā vietā stipri sašaurinās un pārtrūkst. „Patiesais spriegums“ P/F pieaug līdz sabrukumam.
Citu metālu uzvedība daudzējādā ziņā atšķiras no šeit aprakstītās. Tece bieži nav izteikta, bet sacietēšana sākas tūlīt pēc elastības robežas pārsniegšanas.
Pie trausliem materiāliem (akmens, stikls, betons) neelastīgās deformācijas vispār ir nelielas, un jau pie nelielas deformācijas iestājas lūzums. Kopējā deformācija, ko materiāls iztur līdz lūzumam, ir materiāla stiepes spējas mērs (pretēji: trausluma mērs), un tēraudam tā ir precīzi noteikta tehniskajos nosacījumos. Tomēr, tā kā tieši pirms lūzuma turpmākā deformācija koncentrējas ap sašaurinātā šķērsgriezuma vietu, lūzuma deformācijas vērtība ir atšķirīga atkarībā no tā, vai mērgarumam pieņem lielāku vai mazāku stieņa daļu, tādēļ, lai iegūtu viennozīmīgus un savstarpēji salīdzināmus rezultātus, iepriekš jāpieņem kāda noteikta konvencija. Lūzuma deformāciju parasti mēra tā, ka uz apaļa stieņa ar diametru d pirms pārbaudes iezīmē mērgarumu l = 10 d un no tā pagarinājuma ∆l aprēķina lūzuma deformāciju ℇSl= ∆1/1.
Ja nepieciešams pārbaudīt stieņus ar citu šķērsgriezumu, mērgarumu nosaka pēc apaļa cilindriska stieņa diametra, kuram ir tāda pati šķērsgriezuma platība.