Упругость и пластичность

Мы видели, что от материала, из которого изготовлено тело, существенно зависит величина его деформации.

К числу чрезвычайно важных свойств материала относятся упругость и пластичность. Что это за свойства материала и какую роль играют они в технике? Обратимся снова к опыту. Изогнём слегка деревянную линейку и отпустим её. Мы увидим, что она распрямится и примет прежнюю форму. Значит, под действием силы линейка деформировалась, а по прекращении действия силы деформация линейки исчезла полностью.

Деформации, исчезающие в теле после прекращения действия сил, называют упругими деформациями.

Свойство же материала, состоящее в том, что тела, изготовленные из него, под действием сил деформируются, а при исчезновении сил восстанавливают свою форму и объём, называется упругостью.

Повторим опыт с деревянной линейкой, но на этот раз согнём её сильнее; мы увидим, что линейка разогнётся, но окончательно не выпрямится. Деформация в ней полностью не исчезнет. Деформация, остающаяся в теле после прекращения действия сил, называется остаточной деформацией.

Остаточная деформация характеризует свойство материала, называемое пластичностью.

Упругость и пластичность присущи всем твердым телам.

Если нагружать стальную пружину, то можно обнаружить, что при слабых растяжениях она полностью восстанавливает размер и форму; если же сё растянуть сильно, то в ней обнаруживаются остаточные деформации. Сильно сжатый рези новый цилиндр, например, не возвращается к прежним размерам и сохраняет бочкообразную форму.

С другой стороны, если линейку, сделанную из свинца, слегка согнуть и отпустить, то она выпрямляется. Слегка растянутая свинцовая спираль пружинит. В этих случаях свинец проявляет упругие свойства.

Поэтому разделение материалов на упругие и пластичные условно. Однако на практике такое разделение проводится.

Величина, измеряемая отношением нагрузки на брусок к площади его поперечного сечения, называется напряжением и выражается в ^кГ/см² или ^кГ/мм². Наименьшее напряжение, после снятия которого в образце появляются первые признаки остаточной (пластической) деформации, называется пределом упругости.

У тел одинаковой формы и размера, но изготовленных из различных материалов, предел упругости различный. Ниже в таблице показаны пределы упругости некоторых материалов.

Возникающая при деформации упругого тела сила называется силой упругости. Сила упругости противодействует внешней силе. Чем больше деформация тела, тем больше сила упругости. Сила упругости исчезает, как только исчезает возникшая в упругом теле деформация.