ЦМД


Перейти до змісту

Тривкісні властивості

Методики

Для дослідження тривкісних властивостей виділяли великогомілкову кістку з дефектом та проводили визначення тривкості на розрив та стиск. Визначення механічних властивостей кісток проводили в останній строк спосереження (45 доба).Для визначення залежності між силою тривкості на розтягнення та тривкості на стиснення використовували спеціальну установку (рис.1), за допомогою якої ми змогли визначити внутрішні повздовжні сили кісток (Р, Н) через дію на них зовнішніх сил.

Рисунок 1. Установка, за допомогою якої проводився експеримент на розрив та стиск.
При цьому ми припускатимемо, що в даній кістці всі плоскі перетини, нормальні до осі кістки після деформації залишаються плоскими. Ця гіпотеза носить назву гіпотези плоских перетинів Бернуллі. Приймаючи цю гіпотезу, тим самим припускаємо, що всі повздовжні елементи кістки розтягуються абсолютно однаково. Для того, щоб отримати загальну характеристику для кісток, незалежно від їх розмірів і відповідно до наших зразків ми вимірювали напругу кожного зразка. Напруга, рівна відношенню найбільшого розтягуючого зусилля до первинної площі поперечного перетину зразка, називається межею міцності. Після досягнення межі міцності поступово починає утворюватися місцеве звуження зразка, зване шийкою. Оскільки з появою шийки поперечний перетин у цьому місці робиться все менше і менше, деформація зразка відбувається при навантаженні, що зменшується. Межа міцності є дуже важливою характеристикою міцності матеріалів, і особливо важливе значення вона має для матеріалів, які одержують порівняно невеликі деформації при руйнуванні. Напруга у момент розриву зразка менша, ніж межа міцності. Це пояснюється тим, що напруги відносяться до первинної площі поперечного перетину зразка. Насправді, у момент розриву зразка в матеріалі буде найбільша напруга, оскільки площа перетину у цей момент сягає мінімуму. Цю напругу називають справжньою межею міцності.У нашому експерименті ми визначали, як змінюється сила, при якій руйнується зразок, залежно від площі поперечного перетину кістки. Пластичний матеріал не має межі міцності на стиснення. Крихкий матеріал, наприклад чавун, руйнується і при стисненні з невеликою відносною деформацією.У представленій методиці поряд із точністю вимірювання діючих сил, необхідно точно виміряти положення центру мас у перетині і площу перетину. Для вимірювань застосували ряд сучасних технологій, що включали електроніку і векторну комп'ютерну графіку.Вимірювання проводили за наступним алгоритмом: штангенциркулем проводили виміри зруйнованого зразка в перетині руйнування або по можливості до перетину максимально наближеного до нього, при чому виміри проводили в двох взаємно перпендикулярних напрямах і один із розмірів повинен бути максимальним розміром у даному перетині. Перетин вимірювання є перпендикулярним вісі кістки, оскільки в першому досвіді навантаження було прикладене в площині тій, що знаходилася на 90 по відношенню до осі а в другому і третьому відповідно до осі (рис. 2).


Повернутися до змісту | Повернутися до головного меню