Диаграммы сжатия образцов из пластичных материалов

К испытанию на сжатие прибегают реже, чем к испытанию на растяжение, так как оно не позволяет определить все механические характеристики материала. Образцы материалов, предназначенных для испытаний на сжатие, представляют собой либо кубики (для образцов из строительных материалов размерами 100х100х100 или 150х150х150 мм), либо цилиндры (для образцов из металлов) с отношением высоты к диаметру от 1 до 3-х (обычно h/d = 1,5). В опытах на сжатие длинные стержневые образцы (как при испытаниях на растяжение) не пригодны. Дело в том, что при сжатии длинного стержня может наступить потеря устойчивости его прямолинейной формы с возникновением деформации продольного изгиба, что недопустимо.

Таким образом, испытания на сжатие проводятся на коротких образцах, расположенных между параллельными плитами испытательной машины. Диаграмма сжатия пластичного материала, например углеродистой стали (рис.1) до предела текучести такая же, как и при растяжении. Пределы пропорциональности σ_пц^сж (σ_pr,c), упругости σ_у^сж (σ_e,c) и текучести σ_т^сж (σ_у,c), а также модуль упругости Е^сж (Е_с) при растяжении и сжатии практически одинаковы. При сжатии, как и при растяжении, обнаруживается площадка текучести. С дальнейшим ростом деформации имеет место процесс упрочнения материала, которому отвечает возрастающий график зависимости F = F(Δℓ). Но в отличие от диаграммы растяжения здесь нет спадающей ветви диаграммы. Предел прочности при сжатии у пластичного материала получить невозможно, так как образец при появлении пластических деформаций сначала принимает бочкообразную форму, а затем, не разрушаясь, превращается в диск при одновременном увеличении площади сечения (рис. 2). В некоторых случаях удается специальными мерами (например, особой смазкой) существенно уменьшить силы трения между торцами образца и плитами испытательной машины. В этом случае осаживающийся образец будет оставаться цилиндром (при уменьшении высоты и увеличении диаметра). В условиях обычного технического эксперимента силы трения между упомянутыми поверхностями весьма значительны.