21.Деформационные свойства материалов.

Деформационные свойства характеризуют способность материала к изменению формы или размеров без отклонений в величине его массы. Главнейшие виды деформаций — растяжение, сжатие, сдвиг, кручение и изгиб. Все они могут быть обратимыми и необратимыми. Обратимые полностью исчезают при прекращении действия на материал факторов, их вызвавших. Необратимые деформации, или остаточные, называемые также пластическими, накапливаются в период действия этих факторов; после их снятия деформации сохраняются. Обратимые деформации, исчезающие мгновенно и полностью, называются упругими; исчезающие в течение некоторого времени — эластическими.

Деформации могут быть также сложными — упруго-пластическими или упруго-вязко-пластическими, если достаточно четко выражены соответственно упругая и пластическая или упругая, эластическая и пластическая части.На характер и величину деформации влияют не только величина механического нагружения, но и скорость приложения этой нагрузки, а также температура материала. Пластические деформации, медленно нарастающие без увеличения напряжения,характеризуют текучесть материала. Пластическая деформация, медленно нарастающая в

течение длительного времени под влиянием силовых факторов, не способных вызвать остаточную деформацию за обычные периоды наблюдений, называется деформацией ползучести, а процесс такого деформирования — ползучестью, или крипом. Явление ползучести выражается в непрекращающемся изменении размера тела (образца)под влиянием растягивающих или сжимающих силовых воздействий (напряжений нижепредела прочности) при постоянной температуре (ниже .температуры плавления). Деформационные свойства строительных материалов, как и других тел, обусловливаются периодом, или временем релаксации. Релаксацией называется процесс самопроизвольного падения внутренних напряжений в материале, связанных с молекулярным перемещением при условии, что начальная величина деформации остается неизменной, например

зафиксированной жесткими связями. Кроме времени релаксации, в расчетах пользуются коэффициентом у релаксации, показывающим долю спада напряжений за определенный период времени: ψ = στ/σ₀, где στ — напряжение в момент времени τ при постоянной деформации; σ₀ — начальное напряжение.

22.Прочностные свойства материалов.

Прочность характеризует способность материала в определенных условиях и пределах, не разрушаясь, сопротивляться внутренним напряжениям и деформациям, возникающим под влиянием механических, тепловых и других напряжений. Типичными прочностными характеристиками служат предел упругости, предел текучести и предел прочности при воздействии сжимающих, растягивающих или других видов усилий. Пределу упругости соответствует напряжение материала при максимальной величине упругой деформации; пределу текучести — постоянное напряжение при нарастании пластической деформации; пределу прочности — максимальное напряжение в момент разрушения материала (рис. 3.3). Эти характеристики прочности относятся к кратковременному действию приложенной нагрузки (табл. 3.1). При длительном действии нагрузки возрастает опасность нарушения структуры материала. Даже сравнительно малые величины напряжения (например, от собственной массы) могут вызвать ползучесть и заметное ухудшение структуры с потерей прочности. Нередко измеряют длительную прочность материала не только при статической (неподвижной), но и динамической нагрузках. Материал может резко терять свою прочность после приложения к нему вибрационной нагрузки, что обусловлено усталостью — накоплением неотрелаксированных напряжений и необратимых микродефектов в структуре. Соответствующая прочность материала называется

усталостной и определяется специальным испытанием образцов.В целом упомянутые выше характеристики прочности по своей сущности относятся к условным по двум причинам. Во-первых, они не учитывают фактора времени, что с некоторым приближением можно допустить только в отношении хрупких материалов. Во-вторых, приборы, размеры и форма образцов, скорость приложения нагрузки на прессе и другие исходные параметры методов испытания материала на прочность приняты условными. Поэтому материал может иметь различную величину показателя прочности в зависимости от размера образца, скорости приложения нагрузки и конструкции прибора, на котором испытывались образцы. В упругой области деформаций действует закон Гука: σ = Е*ε, где σ — напряжение, МПа; ε — относительная упругая деформация; Е — модуль упругости материала, МПа. Численные значения величины модуля упругости и прочности определяют как с

разрушением образцов, например при испытании под прессом, так и неразрушающими (адеструктивными) методами. Распространены следующие адеструктивные методы их измерения: акустические, магнитные и электромагнитные, механические, радиометрические, рентгеновские и электрические. Они основаны на прямых и обратных закономерностях между физическими значениями, получаемыми при испытании неразрушающим прибором, и традиционными показателями свойств. К комплексным методам относится совместное применение механического и ультразвукового методов или радиометрического и ультразвукового и других для определения предела прочности и модуля упругости, контроля качества и дефектоскопии, однородности по различным показателям (прочности, влажности, толщине защитного слоя и др.).

Альтернативой условным методам определения прочности имеются инвариантные, независимые от обстановки опытаКроме прочности технической или реальной, определяемой с помощью условных илиинвариантных приборов, существует прочность, определяемая вычислением и поэтомуназываемая теоретической.