Javy pri statickom zaťažení
Deformácia materiálu pod vplyvom napätia je veľmi zložitý jav, preto ju treba z rôznych hľadísk zjednodušiť, aby sa dala pochopiť. Jedným z týchto zjednodušení je predpoklad, že zaťaženia sa privádzajú postupne, ako sa to napr. robí so vzorkami pri skúške ťahom a tlakom.
Če je jeklena palica, obremenjena na nateg, izpostavljena obremenitvi, ki postopoma narašča, in merimo njeno dilatacijo ℇ, dobimo diagram, prikazan na sliki.
_1= Meja sorazmernosti _2 =meja elastičnosti 3 =dolná medza tečenia 3’= Zgornja meja tečenja
Spočiatku je pretvorenie veľmi malé a úmerné napätiu, ako to vyžaduje Hookeov zákon. Od určitého napätia prestáva úmernosť a pretvorenie rastie rýchlejšie. Presnú polohu tejto hranice úmernosti možno len ťažko určiť. Čím je meranie presnejšie, tým nižšie sa určí. Pre väčšinu materiálov leží na δ=0, a Hookeov zákon potom predstavuje len prvé priblíženie elastického správania, prvý člen rozvoja v Taylorovom rade funkcie ℇ=ℇ (δ) v okolí počiatku súradníc. Ak sa tyč odľahčí, možno pozorovať, že keď napätie nebolo príliš veľké, deformácia podľa Hookeovho zákona taktiež zaniká. Toda tudi to se spremeni, če je presežena določena napetost, ki leži blizu meje proporcionalnosti, t. i. meja elastičnosti; tedaj je skupna deformacija sestavljena iz elastičnega (povratnega) in neelastičnega (trajnega) dela. Tudi meje elastičnosti ni mogoče natančno določiti, nahaja se toliko niže, kolikor večja je natančnost merjenja.
Vendar pa ima velik tehnični pomen, ker predstavlja mejo pomembnosti pri skoraj vseh izračunih v odpornosti materialov in hkrati mejo, na kateri nastanejo prve trajne poškodbe, zato se pri preskušanju vzorcev strogo opredeli z neko sprejeto konvencijo, pa se npr. kot meja 0,2% označuje tista napetost, pri kateri trajna dilatacija doseže 0,2%.
Bezprostredne po prekročení medze pružnosti deformácia prudko rastie a možno ju pozorovať voľným okom; pri takmer konštantnom napätí sa tyč nepretržite predlžuje. Toto napätie sa nazýva medza klzu.
Pri hydraulických strojoch na skúšanie materiálov možno okrem toho po začiatku tiekania pozorovať viac alebo menej výrazný pokles napätia, ako je naznačené na grafe prerušovanou krivkou; vtedy sa maximum nazýva horná medza klzu a konštantné napätie klzu, ktoré potom nastupuje, dolná medza klzu.
Ko je dosežena določena raztezek, ki je skoraj povsem neelastičen, napetost začne znova naraščati, material se utrjuje. V tem območju obremenitve nastane opazno zmanjšanje prereza palice zaradi (neelastične) bočne kontrakcije, nadaljnji potek diagrama napetosti in deformacij pa je predvsem odvisen od tega, ali se pri izračunu napetosti natezna sila P, ki deluje na palico, deli s prvotnim prerezom Fo ali s trenutnim prerezom F. Za tehnične namene je zanimiva napetost P/F. Ta napetost doseže maksimum, ki se imenuje trdnost materiala, in ko je ta maksimum presežen, se palica na enem mestu močno zoži in se pretrga. »Dejanska napetost« P/F raste do loma.
Obnašanje drugih kovin v marsičem odstopa od tu opisanega. Tečenje pogosto ni izrazito, utrjevanje pa se začne takoj po preseženi meji elastičnosti.
Pri krhkih materialih (kamen, steklo, beton) so neelastične deformacije praviloma majhne in že pri majhni raztegnitvi pride do loma. Skupna raztegnitev, ki jo material utrpi do loma, je mera raztegljivosti (nasprotno: krhkosti) materiala in je za jeklo natančno predpisana v tehničnih pogojih. Ker pa se neposredno pred zlomom nadaljnja deformacija koncentrira v okolici zoženega prereza, dobimo različno vrednost raztegnitve pri lomu, odvisno od tega, ali za merilno dolžino vzamemo večji ali manjši del palice, zato je treba za dobitev enoznačnih in med seboj primerljivih rezultatov vnaprej sprejeti določeno konvencijo. Raztegnitev pri lomu se praviloma meri tako, da se na okrogli palici s premerom d pred preskusom označi merilna dolžina l = 10 d in se iz njenega podaljšanja ∆l izračuna raztegnitev pri lomu ℇSl = ∆1/1.
Če je treba preskušati palice drugačnega prereza, se merilna dolžina določi glede na premer krožne valjaste palice, ki ima enako površino prečnega prereza.