Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Тяните точку по кривой или запускайте испытание: образец удлиняется, образует шейку и рвётся, а σ-ε считается ядром по справочным свойствам материалов (ГОСТ).
Клик и перетаскивание по графику двигают точку; клавиши ←/→ — шаг по ε (Shift — крупнее). Форма участков между узлами — учебная схематизация; узлы — по справочникам и ГОСТ.
Клик по строке ставит точку на кривой. Значения пересчитываются под выбранный материал и режим.
Диаграмма растяжения здесь строится на ваших глазах: тяните точку или запускайте испытания на растяжение — образец на экране удлиняется, образует шейку и рвётся, а участки диаграммы подсвечиваются цветом. Семь материалов покрывают весь учебный набор: диаграмма растяжения стали Ст3 с площадкой текучести, кривые меди, дюралюминия, серого чугуна, бетона, стекла и арматуры. Каждая точка считается по свойствам из ГОСТ, а режим сжатия показывает то, чего нет в статичных картинках учебника.
Главная характеристика диаграммы растяжения — её опорные точки; по ним снимают механические характеристики материала. Для малоуглеродистой (низкоуглеродистой) стали набор такой:
Между точками лежат участки: упругость, площадка текучести, зона упрочнения, шейка. Отдельные виды диаграммы растяжения — у материалов без площадки: там предел текучести условный, σ0,2. Пощупайте всё это на живой кривой:
Ст3: точка на упрочнении → Д16Т: σ0,2 без площадки → Угадать материал по кривой →
Классический вопрос зачёта — снять напряжение и силу в заданной точке. Ставим ε = 5 % на кривой Ст3 (зона упрочнения):
Теперь нажмите «Разгрузить»: прямая пойдёт параллельно упругому участку, останется пластическая деформация 4,85 %, а предел пропорциональности поднимется до тех же 303,5 МПа — это наклёп. Именно так нагартовывают проволоку и арматуру.
Почему кривая «падает» после σв → Наклёп: разгрузка с 5 % →
Диаграмма растяжения-сжатия несимметрична, и для хрупких материалов это главное свойство. Серый чугун СЧ20 на растяжении рвётся при 200 МПа, а на сжатии держит 750 МПа — в 3,75 раза больше, с изломом по площадкам около 45°. У бетона B25 разрыв ещё контрастнее: призменная прочность на сжатие 18,5 МПа против 1,55 МПа* на растяжение — почти в 12 раз. Стекло доводит асимметрию до ×20. Пластичные металлы на сжатии вовсе не разрушаются: образец расплющивается бочкой, и предел прочности снять невозможно.
Чугун: 200 против 750 МПа →
Условная диаграмма напряжений при растяжении делит силу на начальную площадь: σ = F/A₀. После вершины σв на образце растёт шейка, реальное сечение падает — и условная кривая идёт вниз. Истинная диаграмма растяжения делит на текущую площадь: σист = σ(1+ε) растёт до самого разрыва. Для Ст3 в точке σв = 410 МПа истинное напряжение уже 471,5 МПа. Важно и про оси: диаграмма деформации растяжения в координатах F–ΔL описывает конкретный образец, а в координатах σ–ε — сам материал; тренажёр показывает σ–ε и тут же пересчитывает F и ΔL для введённых d₀ и L₀. Модуль Юнга — это тангенс наклона упругого участка: E = tg α = 200 ГПа для стали, и снимать его за пределом пропорциональности — типичная ошибка.
Диаграммы растяжения пластичных и хрупких материалов различаются с первого взгляда: форма кривой пластичного материала выдаёт запас вязкости ещё до чисел. Кривые пластичных материалов (сталь, медь, алюминиевые сплавы) — протяжённые с большим удлинением: у меди δ = 42 %, у Ст3 — 25 % при ψ = 55 %. Хрупкие (чугун, стекло, бетон на растяжении) обрываются на почти линейном участке без шейки. Между ними — материалы без площадки: у Д16Т предел текучести условный, σ0,2 = 300 МПа находится офсет-прямой E(ε − 0,002); у отожжённой меди σ0,2 ≈ 70 МПа*. Экзаменационная задача «какого материала представлена диаграмма растяжения» решается именно по этим признакам — в задачнике тренажёра она есть в двух вариантах, с проверкой ответа.
Форма участков между опорными точками — учебная схематизация; сами узлы (пределы, модули, удлинения) взяты из ГОСТ и справочников, спорные значения помечены звёздочкой. Реальные механические испытания регламентирует ГОСТ 1497-2023 с нормированной геометрией образцов и скоростью нагружения — тренажёр их не моделирует, как и усталость, температуру и масштабный фактор. Распределение усилий по длине стержня — тема соседнего тренажёра эпюров: там N и σ вдоль оси, здесь — поведение самого материала. Свойства сталей и чугунов родом из диаграммы железо-углерод — структура объясняет, откуда берутся площадка и хрупкость. Модули упругости прочих материалов сведены в таблице модулей упругости, прочность бетонов по классам — в таблице прочности бетона. Остальные интерактивы — в разделе симуляторы, от зубчатой передачи до ЧПУ.
Потому что σ считают по начальной площади A₀, а после σв сечение в шейке быстро уменьшается. Материал продолжает упрочняться: истинное напряжение растёт до разрыва. Включите тумблер «+ истинная» и сравните обе кривые.
Машина пишет F–ΔL, поэтому диаграммы растяжения образцов зависят от их размеров. Для характеристики материала запись пересчитывают в σ–ε: σ = F/A₀, ε = ΔL/L₀. Тренажёр держит обе связки: меняете d₀ или L₀ — сила и удлинение пересчитываются.
Условная использует A₀ и падает после σв; истинная — текущее сечение (σист = σ(1+ε), εист = ln(1+ε)) и растёт до разрыва. Формула пересчёта корректна до образования шейки.
E = tg α наклона линейного участка до предела пропорциональности: E = σ/ε. Брать наклон в зоне упрочнения нельзя — там он в десятки раз меньше. Ловушка «E не там» показывает разницу числами.
Площадка — свойство малоуглеродистых сталей. У цветных сплавов и закалённых сталей переход в пластику плавный, поэтому берут условный предел σ0,2 — напряжение при остаточной деформации 0,2 %.
Полный паспорт материала: предел пропорциональности, предел текучести, предел прочности, модуль упругости, относительное удлинение δ и сужение ψ, работу деформации — диаграмма растяжения материала и есть его механический паспорт. Плюс поведение при разгрузке — остаточную деформацию и наклёп.
ООО «Иннер Инжиниринг»