d=P/F0 Па, МПа (кг/мм2) Па=Н/м2 Мпа= Н*106/м2
d - растяжение
Кр-кручение, И –изгиб, Ср – срез
Статистическими называются силы, величина которых медленно изменяется во времени или действует постоянно. Динамические характеристики изменение в материалах происходит под воздействием быстро изменяющихся значений усилия, деформируемого материала. Практика товароведения оперирует предельно допустимыми значениями напряжения в материале после превышения, которых происходят необратимые изменения. Динамические виды прочности: ударная прочность – оценивается параметром силы удара. Значения ударной прочности всегда ниже, чем значения статистической прочности. Циклическая прочность - оценивает способность материала сопротивляться разрушению и деформации при многократных знакопеременных нагрузках, так называемая усталостная прочность. Для большинства металлоизделий предельная усталостная прочность измеряется 105-106 циклов.
Твердость – характеризует способность материала противостоять деформации при проникновении в поверхность материала более твердых тел. Твердость является характеристикой дифференцированной и характеризует в основном только конкретную поверхность или ее часть. Является сертифицируемой характеристикой почти всех конструкционных материалов. Проникающие в испытуемую поверхность изделия называются инденторами. Материалы, формы и размеры инденторов выбираются в зависимости от испытуемого образца: алмазы, закаленная сталь и др.
Формы инденторов: пирамида, шарообразная, заостренные наконечники. Способ воздействия на материал зависит от использования метода. Мировые стандарты используют Н –твердость. В зависимости от метода Нr-Роквела, Нb – Бринель, Hsh – Шор. Каждая характеристика из любого метода может быть переведена в характеристику другого метода.
Методы испытания твердости: Статические, Динамические.
Существует еще один уникальный метод определения твердости хрупких материалов (драгоценных камней, стекла, пластика). Этот метод основан на царапании. В основе лежит использование 10-ти стандартных образцов твердости, представляющих собой остро заточенные инденторы. Результатом определения твердости является отсутствие следа на материале при последовательном нанесении царапин различными инденторами. Шкала твердости по Маосу (единственный): - (Минимальная твердость) тальк – гипс - кальцит – флюорит - апатит - ортоклаз – кварц – топаз – корунд – предельная твердость – алмаз
В нашей стране наиболее частыми средствами определения меры твердости являются методы пресса Роквилля и Бринелля. Ударная твердость основана на способе воздействия под пружинным бойком. Прочность и твердость являются обязательными сертифицируемыми характеристиками почти всех конструкционных материалов. Эти данные содержатся во всех сопроводительных документах. Деятельность по определению качества, а также сертификация и экспертиза использует эти данные на предмет соответствия требованиям нормативно-технологической документации. Пластичность – Способность веществ и материалов деформироваться под воздействием внешних и внутренних сил без разрушения. Пластичность бывает: упругой – когда деформированное тело после ликвидации воздействия сил возвращается к исходным формам и размерам. неупругой –характеризующая более мягкие, вязкие материалы (глину)
d=(lк-l0)/lo*100% l-длина
Структурно-механические свойства (СМС) проявляются при подводе механической энергии к обрабатываемому продукту и характеризуют его сопротивляемость приложенным извне механическим воздействиям. Эта группа физических свойств дает наиболее полное представление о некоторых существенных аспектах качества продукции. CMC часто предопределяет поведение продуктов в самых разнообразных процессах и энергетических полях, являются внешним выражением внутренней сущности объектов, т.е. характеризуют агрегатное состояние, дисперсность, строение структруры и вид взаимодействия внутри продукта.
Изучение, исследование факторов, определяющих качество готовой продукции, является важной задачей товароведения и крайне необходимо для подготовки квалифицированных специалистов – товароведов-экспертов.
Качество товаров зависит от многих факторов:
– факторов, непосредственно влияющих на качество товаров;
– факторов, стимулирующих качество;
– факторов, способствующих сохранению качества товаров при доведении его от производителя до потребителя.
Все эти факторы либо взаимодействуют, либо действуют изолированно.
К факторам, формирующим качество товаров, относятся качество исходного сырья, материалов, комплектующих изделий, конструкция, качество технологических процессов.
От природы, состава и качества сырья во многом зависят свойства и качество готовой продукции. Знание природы, строения, свойств исходного сырья дает возможность предопределить свойства и особенности готовой продукции, расширить сырьевую базу для производства товаров за счет использования новых видов сырья, позволяющих получать изделия с более высокими потребительскими свойствами при меньших затратах труда, времени и материалов, а также расширять и обновлять ассортимент.
Изучая свойства и их показатели, необходимо уяснить их весомость и значимость при оценке качества готовых изделий с учетом назначения и условий службы этих изделий, а также терминологию, размерность, числовые значения и методику их определения и расчета.
Физические свойства имеют важное значение для оценки качества большинства товаров:
- масса материалов и изделий;
- механические свойства;
- термические свойства;
- оптические свойства;
- акустические свойства;
- электрические свойства;
- свойства, характеризующие водо-, газо- и воздухопроницаемость.
При характеристике и оценке качества материалов или изделий, из группы физических свойств важное значение имеют механические – способность различных материалов к различным воздействиям (сжимающим, растягивающим, изгибающим и др.) На материалы при механической обработке или изделия при эксплуатации действуют различные внешние силы-нагрузки. Нагрузки различают:
- по площади приложения (распределенные или сосредоточенные);
- по времени действия (периодические или постоянные). В свою очередь периодические нагрузки подразделяются на однократные и многократные (асимметричные или симметричные);
- по характеру воздействия (статические или динамические).
Прочность – одно из основных механических свойств. Как известно, под действием в материале возникают внутренние напряжения, значения которых являются мерой сил упругости материалов и численно равны отношению нагрузки к единице площади. Показателем, характеризующим прочность материала, является разрушающее напряжение (предел прочности) Прочность зависит от структуры и пористости материалов.
Материалы, имеющие линейное расположение частиц и меньшую пористость, более прочные – полимеры, и наоборот – силикаты.
Материалы под действием нагрузок претерпевают изменения – деформируются. Величина и характер деформации материалов зависят от соотношения внешних сил и сил упругости. Если внешние силы превосходят силы упругости, то связь между отдельными элементами ослабляется и материал разрушается.
Деформация общая складывается из двух деформаций – обратимой и необратимой (пластической)
Е общ = Е обр + Е пл
Обратимая деформация бывает упругой и эластичной. При упругой деформации исходные размеры тела восстанавливаются после снятия нагрузки мгновенно, со скоростью звука.
Эластическая деформация исчезает медленнее: она устанавливается в течение определенного времени и считается условно-упругой. Эластическая деформация характеризуется распрямлением длинных молекул, их размером и расположением в сырьевом материале.
Эластическая деформация чаще всего проявляется у высокомолекулярных органических материалов (ткани, кожа, каучук и др.), состоящих из молекул с большим числом звеньев, способных менять форму без значительного изменения расстояния между частицами. Величина этой деформации имеет значение для эксплуатации одежды, с ней связаны эксплуатационные показатели потребительских свойств тканей – сминаемость, распрямление. Ткани с высокой эластической деформацией характеризуются повышенной носкостью.
В каждом материале проявляются различные виды деформации – в одном случае больше проявляются упругие и эластические (резина), в другом – пластические (глина). Так, при удлинении волокна шерсти после снятия нагрузки наблюдаются все виды деформации, причем вначале только упругая, а затем эластическая.
Материалы, в которых проявляется в основном упругая деформация и малы другие виды деформации, называются упругими. Материал, который характеризуется малыми упругими деформациями, называется пластическим.
Показателем, характеризующим способность материала упруго сопротивляться нагрузке, служит модуль упругости – напряжение, возникающее в материале при удлинении его в 2 раза.
Модуль упругости характеризует жесткость материала: чем она больше, тем меньше деформация материала при одной и той же длине.
Показателями механических свойств являются также прочность на сжатие, на растяжение, изгиб, сдвиг, кручение и т.д. Деформация растяжения имеет большое значение при оценке качества многих материалов и изделий – тканей, одежды, обуви, строительных материалов и др.