UK 
EnglishТипова
Polski🔩 Крива Напруга-Деформація
Інтерактивна крива напруга–деформація для п'яти інженерних матеріалів. Прикладайте деформацію, спостерігайте за звуженням та руйнуванням зразка, відстежуйте ударну в'язкість.
Про цю симуляцію
Цей симулятор малює повну криву напруга–деформація випробування на розтяг, показуючи, як матеріал реагує при розтягуванні від нуля до руйнування. Пружна ділянка підпорядковується закону Гука (σ = E·ε), тоді як пластична ділянка використовує модель степеневого зміцнення (σ = σ_y + K·εₚⁿ), що вигинається до межі міцності на розрив перед звуженням і руйнуванням. Симуляція порівнює п'ять матеріалів — сталь, алюміній, гуму, кістку та полімер — тож ви бачите, чому модуль Юнга та пластичність настільки сильно відрізняються між ними.
🔬 Що показано
Діаграма напруга–деформація поряд з анімованим зразком. Пружна ділянка лінійна (σ = E·ε); за межею плинності σ_y вона слідує степеневому зміцненню аж до межі міцності на розрив, а потім спадає, коли стрижень звужується і руйнується. Маркери позначають точки плинності та межі міцності, а заштрихована площа під кривою дає ударну в'язкість у МДж/м³.
🎮 Як користуватись
Оберіть матеріал з переліку пресетів або налаштуйте повзунки модуля Юнга E (ГПа), межі плинності σ_y, межі міцності на розрив, деформації руйнування ε_f та показника деформаційного зміцнення n. Перетягніть повзунок прикладеної деформації, щоб навантажити зразок вручну, або натисніть «Автотест», щоб довести його до руйнування; кнопки «Стоп», «Скинути» та «Показати всі матеріали» перемикають накладання інших чотирьох кривих.
💡 Чи знали ви?
Сталь і гума перебувають на протилежних кінцях шкали жорсткості: конструкційна сталь має модуль Юнга близько 200 ГПа, тоді як гума — близько 0,01 ГПа, приблизно у двадцять тисяч разів піддатливіша. Тому гума може пружно розтягуватися в кілька разів довше своєї довжини, тоді як сталь деформується лише на частку відсотка перед плинністю.
Часті запитання
Що таке крива напруга–деформація?
Це графік залежності напруги (сили на одиницю площі, тут у МПа) від деформації (частки зміни довжини, показаної у відсотках), виміряної під час випробування на розтяг. Форма кривої показує жорсткість матеріалу, точку плинності, межу міцності та пластичність — практично все, що інженеру потрібно знати про його механічну поведінку.
Як симуляція обчислює криву?
Пружна ділянка використовує закон Гука, σ = E·ε, що дає пряму лінію, нахил якої дорівнює модулю Юнга E. За межею плинності обчислення переходить на вираз степеневого зміцнення, σ = σ_y + K·εₚⁿ, який зростає до межі міцності на розрив. Приблизно після 80 відсотків деформації до межі міцності напруга спадає, імітуючи звуження й руйнування.
Що контролюють повзунки?
E (ГПа) задає нахил пружної ділянки, σ_y (МПа) — межу плинності, де починається пластична течія, а межа міцності на розрив — пікову інженерну напругу. Деформація руйнування ε_f (%) фіксує момент розриву зразка, а показник деформаційного зміцнення n визначає, наскільки круто зростає пластична ділянка. Прикладена деформація рухає живу точку випробування вздовж кривої.
Чи фізично точна ця модель?
Пресети використовують реалістичні підручникові значення, а рівняння є стандартними ідеалізаціями, тож тенденції та порівняння коректні. Однак вона будує інженерну напругу, а не істинну напругу, ігнорує такі ефекти, як швидкість деформації, температура та анізотропія, і використовує спрощене падіння після межі міцності, тому її варто розглядати як навчальний інструмент, а не заміну реальних випробувальних даних.
Що таке ударна в'язкість і чому це площа під кривою?
Ударна в'язкість — це повна енергія, яку матеріал поглинає на одиницю об'єму до руйнування, виражена в МДж/м³. Оскільки енергія дорівнює напрузі, проінтегрованій за деформацією, вона дорівнює площі під кривою напруга–деформація. Симулятор заштриховує цю площу і показує поточне значення, тому пластичний матеріал з помірною міцністю може поглинути більше енергії, ніж міцний, але крихкий.