Механические свойства

Механические свойства являются основными для конструкционных материалов, но все материалы оборудования, используемого на кораблях, самолётах, ракетах, космических аппаратах, в той или иной степени испытывают механические нагрузки, и для получения высокой надёжности конструкций их механические свойства необходимо учитывать наряду с функциональными параметрами.

Под действием внешних сил происходит деформация ― изменение формы и размеров тел. Простейшие виды деформаций: растяжение, сжатие, сдвиг, кручение, изгиб. Деформации вызываются как механическими воздействиями, так и тепловыми, магнитными, электрическими. Механические свойства материалов определяются испытаниями их при воздействии внешних нагрузок. Основными механическими свойствами радиотехнических материалов считаются прочность и пластичность.

Прочность ― свойство материалов сопротивляться разрушению под воздействием внешних нагрузок. При приложении нагрузки вначале происходит упругая деформация, исчезающая после снятия нагрузки. Упругая деформация описывается законом Гука.

,

где ― растягивающее механическое напряжение;

Е ― модуль упругости Юнга;

― относительная деформация;

F ― сила, Н;

S ― поперечное сечение, м².

С некоторого значения механического напряжения деформация растёт быстрее, чем по линейному закону. Происходит пластическая деформация и форма образца после снятия нагрузки не восстанавливается. При дальнейшем повышении механического напряжения происходит разрушение образца. Это напряжение называется пределом прочности при растяжении ,

где σ _р ― предел прочности;

F _мах ― наибольшая нагрузка, предшествующая разрушению образца, Н;

S ₀ ― начальная площадь поперечного сечения образца, м².

В системе СИ единицей измерения предела прочности σ _р является Паскаль.

1Па= 1 Н/м² = 10^-5 кГс/ см².

Пластичность ― способность материала деформироваться без разрешения под действием внешних сил.

Δ l = l _p – l ₀ ― абсолютное удлинение при растяжении;

― относительное удлинение;

l _p ― конечная длина образца; l ₀ ― начальная длина образца.

Пластичность оценивается относительным удлинением ε. Относительное удлинение медных проводов ε = 15÷ 50%.

Пластическая деформация (остаточная деформация) ― необратимое изменение формы и размеров тела, остающееся после снятия нагрузки.