Właściwości wytrzymałościowe badanych materiałów

Wytrzymałość materiałów jest dziedziną mechanicznej wiedzy inżynierskiej, zajmująca się analitycznym i eksperymentalnym badaniem zjawisk zachodzących w materiałach konstrukcyjnych i konstrukcjach poddanych obciążeniom zewnętrznym. Obciążenia takie wywołują w materiale siły wewnętrzne, które mogą być opisane przez naprężenia oraz wywołują deformacje materiału, których miarą są odkształcenia.

Przeprowadzanie badań wytrzymałościowych

Przy dokonywaniu obliczeń wytrzymałościowych zakłada się, że obciążenie można zredukować do kilku typowych przypadków, oraz że w przypadku obciążeń złożonych można dokonywać superpozycji tych przypadków. Do ich grona można zaliczyć rozciąganie, ściskanie, zginanie, ścinanie, skręcanie i docisk. Badanie tych przypadków jest możliwe przy wykorzystaniu odpowiednich maszyn wytrzymałościowych. Dzięki nim próbka materiału poddawana jest naprężeniom prowadzącym do jego odkształcenia. Podczas tego procesu mierzone są wartości sił i odkształceń odpowiednie dla poszczególnych rodzajów przeprowadzanych badań. Uwzględniając rodzaj przeprowadzanego badania i wpływ powstających odkształceń maszyny wytrzymałościowe dzieli się na dwa podstawowe rodzaje. Ze względu na sposób przeprowadzania testu maszyny wytrzymałościowe dzieli się na maszyny do prób statycznych i prób dynamicznych. Ze względu na rodzaj testowanych odkształceń do prób wytrzymałościowych stosowane są zrywarki, prasy i maszyny uniwersalne. Zrywarka jest maszyną badającą wytrzymałość zamocowanej próbki na rozciąganie. Pozwala ona na rejestrowanie zależności pomiędzy przyrostem długości rozciąganej próbki a wytworzoną siłą potrzebną do jej zniszczenia. Prasa jest przykładem maszyny, której działanie polega na wywieraniu nacisku na przedmiot umieszczony pomiędzy jej elementami roboczymi. Służy do wyznaczania sił ściskających by próbka poddana badaniu uległa zniszczeniu. Maszyny wytrzymałościowe do sił ściskających można przezbroić by przystosować je do badania wytrzymałości na zginanie. W badaniu statycznym wzrost naprężeń następuje powoli w czasie, a zależność odkształcenia do przyłożonej siły w czasie jest stała. Próba dynamiczna opisuje oddziaływanie materiału na przyłożenie do niego krótkotrwałego impulsu siły.  Wytrzymałość w tym przypadku zależy nie tylko od wartości przyłożonej siły, ale także od czasu jej działania.

Podsumowując, maszyny wytrzymałościowe mogą być stosowane do badań materiałów i gotowych produktów, takich jak tworzywa sztuczne, metale i ich stopy, papier, opakowania, tekstylia, materiały budowlane i biomedyczne. Podstawowym zadaniem obliczeniowym w wytrzymałości materiałów jest określenie stanu wytężenia materiału.