являются
постоянными для данного материала и определенных внешних
условий.
Упругая
деформация развивается с очень большой скоростью, соответствующей скорости
распространения звука в данном материале. Для стали, например, эта
скорость составляет ~5000, для меди 3670, для свинца 1320 м/с, что
значительно выше скоростей деформирования ие только при статическом, но и
динамическом нагруже-нии. Поэтому величина упругих констант не должна
зависеть от скорости нагружения, и они могут определяться по
результатам любых испытаний.
Некоторые
упругие свойства могут быть определены с помощью стандартных статических
испытаний. Так, по результатам испытаний на одноосное растяжение
оценивают Е, на кручение G. Соответствующие методики будут
приведены в гл. VI. Однако чаще модули упругости измеряют с
использованием специальных динамических методов, отличающихся более
высокой точностью, а коэффициент Пуассона находят по результатам
рентгеноструктурного анализа, определяя период решетки упруго-напряженного
образца вдоль и поперек направления деформации. Повышенная точность
динамических методов определения модулей упругости объясняется
возможностью измерений при малых деформациях, когда явления неупругости
(см. след. раздел) еще пренебрежимо малы. Эти явления могут вызывать
также завышение экспериментально определяемых значений коэффициента
Пуассона. Последний у металлов обычно заметно увеличивается при повышении
уровня напряжений, создающих измеряемые продольную и поперечную
деформацию. Чем ниже используемое в эксперименте напряжение, тем ближе v к
0,25.
Особенно
хорошо разработаны динамические методы определения модуля сдвига G и модуля нормальной
упругости Е. Все
динамические методы базируются на том, что частота колебаний исследуемого
образца (резонансные методы) или скорость звука в нем (импульсные
методы) зависят от констант упругости.
При использовании резонансных
методов образец в виде стержня возбуждается до одной из собственных частот
колебаний продольными или поперечными волнами. Длина этих волн должна быть
значительно больше радиуса образца.
Тогда в момент совпадения
частоты вынуждающих колебаний с собственной частотой колебаний образца в
нем возникает стоячая волна. Модуль Е связан с резонансной
частотой а>рез соотношением (для достаточно длинного
стержня) £=4р/о)резД, где р — плотность материала образца;
/ — длина образца; Д = 1+я2у2га/2Р,
г—радиус образца; v— коэффициент Пуассона.
