POJAVI PRI STATIČNI OBTEŽBI
Deformacija materiala pod vplivom napetosti je zelo zapleten pojav, zato ga je treba za razumevanje po različnih vidikih poenostaviti. Ena od teh poenostavitev je predpostavka, da se obremenitve nanašajo postopoma, kot to npr. delamo z vzorci pri preskusu natezanja in tlačenja.
Če je jeklena palica, obremenjena na nateg, izpostavljena obremenitvi, ki postopno narašča, in se meri njena dilatacija ℇ, dobimo diagram, prikazan na sliki.
_1= Meja sorazmernosti _2 =Meja elastičnosti 3 =Spodnja meja tečenja 3’= Zgornja meja tečenja
Na začetku je dilatacija zelo majhna in sorazmerna z napetostjo, tako kot to zahteva Hookov zakon. Od določene napetosti dalje preneha sorazmernost in dilatacija raste hitreje. Natančnega položaja te meje sorazmernosti je težko določiti. Natančnejše kot je merjenje, nižje se pokaže. Za večino materialov leži pri δ=0, Hookov zakon pa tedaj predstavlja le prvo približek elastičnemu obnašanju, prvi člen razvoja v Taylorjevo vrsto funkcije ℇ=ℇ (δ) v okolici koordinatnega izhodišča. Če se palica razbremeni, opazimo, da pri tem, ko napetost ni bila prevelika, izgine tudi deformacija v skladu s Hookovim zakonom. Tudi to pa se spremeni, če je presežena določena napetost, ki leži blizu meje sorazmernosti, 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 nižje, kolikor večja je natančnost merjenja.
Vendar pa se zaradi velike tehnične pomembnosti, saj predstavlja mejno vrednost pri skoraj vseh izračunih v odpornosti materialov, hkrati pa tudi mejo, na kateri nastanejo prve trajne poškodbe, za preizkušanje vzorcev strogo opredeli z neko sprejeto konvencijo, zato se npr. kot meja 0,2% označuje tista napetost, pri kateri trajna dilatacija doseže 0,2%.
Takoj po presežku meje elastičnosti deformacija naglo naraste in jo je mogoče opaziti s prostim očesom; pri skoraj stalni napetosti se palica neprekinjeno podaljšuje. Ta napetost se imenuje meja tečenja.
Pri hidravličnih strojih za preskušanje materialov je mogoče poleg tega po začetku tečenja opaziti bolj ali manj izrazit padec napetosti, kot je prikazano na grafu s črtkano krivuljo; tedaj se maksimum imenuje zgornja meja tečenja, stalna napetost tečenja, ki nato nastopi, pa spodnja meja tečenja.
Ko je dosežena določena raztezek, ki je skoraj popolnoma neelastičen, napetost začne ponovno naraščati, material se utrjuje. V tem območju obremenitve nastane občutno zmanjšanje preseka palice zaradi (neelastične) bočne kontrakcije, nadaljnji potek diagrama napetosti in deformacij pa je v prvi vrsti odvisen od tega, ali se pri računanju napetosti natezna sila P, ki deluje na palico, deli z začetnim prečnim prerezom Fo ali 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 pretrga. »Dejanska napetost« P/F narašča do porušitve.
Obnašanje drugih kovin v veliki meri odstopa od tukaj opisanega. Plazenje pogosto ni izrazito, utrjevanje pa se začne takoj po preseganju meje elastičnosti.
Pri krhkih materialih (kamen, steklo, beton) so neelastične deformacije na splošno majhne in že pri majhni dilataciji pride do porušitve. Skupna dilatacija, ki jo material prestane do porušitve, je merilo raztegljivosti (nasprotno: krhkosti) materiala in je za jeklo natančno predpisana v tehničnih pogojih. Ker pa se neposredno pred porušitvijo nadaljnja deformacija koncentrira v okolico mesta zoženega prereza, dobimo različno vrednost dilatacije pri porušitvi glede na to, ali za merilno dolžino vzamemo večji ali manjši del palice, tako da je za pridobitev enoznačnih in med seboj primerljivih rezultatov treba vnaprej sprejeti določeno konvencijo. Dilatacija pri porušitvi se praviloma meri tako, da se na okrogli palici premera d pred preizkusom označi merilna dolžina l = 10 d in se iz njenega podaljšanja ∆l izračuna dilatacija pri porušitvi ℇSl= ∆1/1.
Če je treba preizkušati palice drugačnega prereza, se merilna dolžina določi glede na premer krožne valjaste palice, ki ima enako površino prečnega prereza.