Bez nazwy

(1.4)

gdzie E - współczynnik sprężystości wzdłużnej - moduł Younga. Moduł ten można wyznaczyć z początkowego odcinka wykresu rozciągania, na którym jest on linią prostą, ze wzoru

(1.5)

A- A A)

AL_k - AZ,, S₀

gdzie: F,, 61, - wg rysunku 1.4b

W celu zwiększenia dokładności wyznaczenia modułu Younga można go wyznaczać metodą regresji liniowej na podstawie większej liczby punktów położonych między Fj i F*.. Najczęściej nie ma konieczności wyznaczania modułu Younga w standardowych próbach rozciągania, ponieważ wartości tych modułów dla typowych metali są znane. Błąd wyznaczenia modułu E w pojedynczej próbie rozciągania jest z reguły większy od różnic między wartościami tego modułu dla różnych gatunków stali czy różnic wywołanych obróbką cieplną i jakością wytopu. Nowoczesne maszyny wytrzymałościowe umożliwiają automatyczne wyznaczanie modułu E. Dobrą praktyką jest jego wyznaczanie w celu bieżącej kontroli działania maszyny przez porównanie otrzymanej wartości z wartością oczekiwaną na podstawie literatury.

Jak wynika z rysunku l.4b, nie ma wyraźnie zaznaczonego końca linii prostej -końca stosowalności prawa Ilooke'a - granicy proporcjonalności, dlatego też w normie [1] nie wprowadzono tego pojęcia (chociaż występuje ono w teorii wybo-czenia prętów). Jest tam natomiast pojęcie naprężenia granicznego R„ przy umownym wydłużeniu całkowitym i naprężenia granicznego R_x przy umownym wydłużeniu trwałym. Umowną granicą sprężystości nazywa się naprężenie R, dla x = 0,05%, a więc definiuje się ją jako naprężenie

(1.6)

gdzie Fo.oi - siła wywołująca w próbce wydłużenie trwałe wynoszące 0,05% długości pomiarowej La.

Norma przewiduje dwie metody wyznaczania naprężeń granicznych R_x, a więc i umownej granicy sprężystości Raoi'. metodę obciążania i metodę odciążania.

W metodzie obciążania wyznacza się siłę Fo.os, jak na rysunku 1.4b, za pomocą linii prostej równoległej do linii prostej w zakresie stosowalności prawa Hooke'a, przesuniętej w prawo o 0,05% długości pomiarowej L_a. W tej metodzie nie bada się, czy są to rzeczywiście odkształcenia trwałe. Można się o tym przekonać, wyznaczając Raai metodą odciążania, która polega na kolejnym obciążaniu i odciąza-9 niu do zera z pomiarem wydłużeń po każdym odciążeniu i stopniowym zwiększaniu siły rozciągającej w następnym obciążeniu aż do momentu, gdy zmierzone odkształcenie trwałe przekroczy 0,05% długości pomiarowej Lo. Na podstawie otrzymanych pomiarów wydłużeń trwałych siłę Fo.os wyznacza się metodą interpolacji liniowej.

Można rozróżniać naprężenia graniczne przy umownym wydłużeniu trwałym, wyznaczone powyższymi metodami za pomocą indeksów: p - metoda obciążania, r - odciążania (np. Rpo_Qi, R,o.os). Ze względu na sposób wyznaczania można granicę Rpa05 utożsamiać z granicą proporcjonalności.

Zwiększanie siły rozciągającej powyżej F_ooi powoduje coraz szybsze narastanie odkształceń trwałych - linia na wykresie rozciągania ma coraz większą krzywiznę. W niektórych stalach pojawia się wyraźna granica plastyczności, wykresy rozciągania mogą wówczas wyglądać jąk na rysunku 1.5.

a)    b)    c)

Rys. 1,5. Wyraźna granica plastyczności: a) płynięcie bez oscylacji siły, b, c) płynięcie z oscylacją

siły

odkształcenie

odkształcenie

odkształcenie

i

Wyraźna granica plastyczności to zjawisko niestateczności w procesie rozciągania - odkształcenia trwałe narastają bez przyrostu siły lub przy oscylacji siły rozciągającej, czasami nawet dosyć znacznej. Jeżeli wykres rozciągania wygląda jak na rysunku 1.5a, to znaczy, że odkształcenia trwałe narastają przy stałej sile F, bez oscylacji, wyznaczamy wówczas wyraźną granicę plastyczności

(17)

Jeżeli występują oscylacje siły, jak na rysunkach 1.5b i 1.5c, to wyznaczamy wówczas górną granicę plastyczności