Bizni qurshab olgan deyarli barcha predmetlar - biz o’tirgan stul, tirsagimiz bilan tayangan stol, kitob javoninn devorga qoqqan mix, devorning o’zi, uyimizning butun karkasi, uning poydevori, u turgan yer uchastkasi – bularning hammasi mexanik nagruzkaga ega bo’ladi. Bularning hammasi - doimiy ta’sir qiluvchi yoki asta-sekin qo’yilayotgan nagruzkalardir.

Agar avtomobil dvigatelini olsak: ma’lumki, tsilindrda g’oyat katta tezlik bilan yonuvchi gazlar ko’rsatadigan bosimning portlovchi kuchi porshenga ta’sir qiladi. Porshen shatun orqali tirsakli valga nagruzka uzatadi, natijada u tsiklik o’zgaruvchi kuch ta’sirida bo’ladi.

Hozirgi eamon texnikasida metallar va qotishmalar asosiy konstruktsion materiallar hisoblanadi. Inson ishlab chiqaradigan metall umumiy miqdorining 90% dan ko’prog’i metallar mexanik xossalarining alohida xiliga - nagruzkaga yaxshi qarshilik ko’rsatish xossasiga ega bo’lganligi uchun ishlatiladi. Metallarning qolgan ozgina qismigina ularning yuqori elektr o’tkazuvchanlikka, issiqlik o’tkazuvchanlikka, magnit xossalarga ega bo’lgani va boshqalar sababli ishlatiladi.

Nagruzka ta’sirida materiallar deformatsiyalanadi - detallarning o’lchamlari va shakllari o’zgaradi. Mexanik xossalar haqidagi fan σ kuchlanish bilan ε deformatsiya orasidagi bog’lanishni belgilab beradi.

Kuchlanish qo’yilgan kuch F ning buyumning ko’ndalang kesimi yuzi 5 ga nisbatiga tengdir: σ=F/S. Yo’g’on arqon passajirli liftning og’irligiga bardosh bera oladi, o’sha materialdan qilingan ingichka simni qo’l bilan ham uzish mumkin; material xossalarini xarakterlash uchun uni uzadigan kuchlanishni aniqlash lozim va bu xarakteristika endi buyum qalinligiga bog’liq bo’lmaydi. Kuchlanish o’lchamligi - N/m2 (Pa - paskal). Deformatsiya ε - buyum o’lchami o’zgarishi Δl ning boshlang’ich o’lchov l₀ga nisbatiga teng, o’lchamsiz kattalik: =Δl/l₀. Bir xil materialdan yasalgan uzun sterjen va qisqa sim ε da uziladi.

σ bilan ε orasidagi bog’lanishni namunalarii maxsus mashinalarda sinash orqali aniqlanadi. Mexanik sinovlarning eng keng tarqalgan usuli cho’zilishni sinash bo’lib, bunda kallakli namunalar mashina qisqichlariga qisiladi hamda ortib boruvchi nagruzka bilan uzilishgacha cho’ziladi. Asboblar nagruzkaning har bir qiymatida namuna uzunligi o’zgarishini yozib boradi, so’ngra kuchlanish va uzayishni aniqlab, deformatsiya diagrammasini yasash mumkin.

Materiallarning eng muhim mexanik xossalari ularning mustahkamlik xarakteristikalari, elastikligi va plastikligidir.

Diagrammaning birinchi uchastkasida metall elastik deformatsiyalanadi. Shu uchastkaning oxiriga mos keluvchi kuchlanish σ elastik chegarasi deyiladi. Agar kuchlanish σ_el dan oshmagan bo’lsa, nagruzkasizlash AO to’g’ri chiziq bo’yicha boradi va buyumning boshlang’ich o’lchamlari tiklanadi. Elastik sohada σ bilan k orasidagi chiziqli bog’lanish (σ = Eε) XVII asrdayoq ingliz tabiatshunosi R.Guk tomonidan aniqlangan edi. E konstanta elastiklik moduli deyiladi. Ko’pgina metallar uchun e ning qiymati 10⁴-10⁵ MPa, σ_el-10-10² MPa ga teng bo’ladi, shu sababli, ε_el - odatda protsentning o’ndan bir ulushlarini tashkil qiladi. Maxsus qotishmalar mavjud bo’lib, g’oyat katta elastik deformatsiyalarga odatdagi metallarga nnsbatai ikki marta ko’proq bardosh beradi. Bu hodisa o’ta elastiklik deyilib, bunday qotishmalarning nagruzka qo’yilgandagi yoki olingandagi xislatlari rezinani eslatadi.

Boshqa barcha materialarda, agar kuchlanish eel dan ortsa, plastik deformatsiya boshlanadi. Texnikada detallarning qoldiq deformatsiyasiga yo’l qo’yib bo’lmaydi, shuning uchun σ_el-eng muhim mustahkamlik xarakteristikalaridan biridir. Mustahkamlikning boshqa asosiy xarakteristikasi σ_v - mustahkamlik chegarasi (yoki muvaqqat qarshilik)dir; bu material bardosh berishi mumkin bo’lgan eng katta kuchlanishdir. Agar kuchlanish sv dan ortib ketsa, material buziladi. Po’latning eng yaxshi xillarida σ_el kattalik 10³ MPa dan, σ_v, -3•10³ MPa dan ortiq bo’ladi.

Material buzilmay bardosh berishi mumkin bo’lgan &epsilonl_buz, chegaraviy deformatsiya uning plastikligi bilan aniqlanadi. Materialning plastikligi qanchalik yuqori bo’lsa, metalni tayyorlash paytida unga murakkab shakl berish shunchalik osondir. Agar &epsilonl_buz = 10% bo’lsa, plastiklik yetarlicha yuqori hisoblanadi. &epsilonl_buz = 50% bo’lgan materialdan qilingan plastinkani esa egish va uning tomonlarini bir-biriga tekkuncha bukish mumkin.

Plastik deformatsiya material qo’shni qatlamlarining o’zaro siljishlari yo’li bilan sodir bo’lib, bu siljishlar qaytmas xarakterga ega, ya’ni nagruzka olingandan keyin ham deformatsiya saqlanib qoladi. Endi materialnn boshlang’ich holatga keltirish uchun birgina yul bor - uni qarama-qarshi yo’nalishda plastik deformatsiyalash lozim. O’ta plastiklik xossasiga ega qotishmalarga shunday ishlov berish mumkinki, ular bu ishlovdan keyin shakllarini «eslab» qoladilar. Bunday qotishmalarning plastik deformatsiyasi (agar u taxminan 10% dan ortmasa) qizdirilganda tashqi kuchlarning ishtirokisiz yo’qoladi - buyumning dastlabki shakli tiklanadi.

Plastik deformatsiyalar (siljishlar) kristall panjara nuqsonlarining harakati bilan bog’liqdir (Dislokatsiyalar) . Maxsus usul bilan o’stirilgan juda yupqa deyarli ideal kristall “Mo’ylovlar” tuzilishga ega bo’lib, amalda dislokatsiyaga ega bo’lmaydi. Ular plastik deformatsiyaga qodir emas, ularning mustahkamligi esa eng mustahkam po’latnikiga nisbatan 100 marta yuqori.

To’sinni ko’ndalang kuch ta’sirida egish uning kesim shakliga juda bog’liq bo’ladi. Buni namoyish qilish uchun mashhur rus fizigi N.A.Umov leksiyada tajribalar ko’rsatardi. Ularni o’zingiz hal qilib ko’rishingiz mumkin. Uzunligi 20 sm ga yaqin va eni 5-6 sm bo’lgan to’rtta karton bo’lagini oling. Ulardan birini ikkita kitob dastasi ustiga qo’ying hamda uning o’rtasiga ip bog’lab, unga tarozi toshlarini yoki ma’lum og’irlikdagn boshqa yuklar (masalan, xaltachada tangalarni osing. Eng kichik yuk ta’siridayoq, karton egiladi. Endi kartonimizning kesim shaklini o’zgartiramiz. Ikkinchi bo’lakni burchak ostida. uchinchisini P harfi shaklida egamiz va sinovlarni takrorlaymiz.

Shakldor bo’laklar ancha og’ir yukka bardosh beradi. Biroq naycha shaklida o’rab, ip bilan bog’langan bo’lak “chempion ” bo’ladi. U yassi plastinkaga nisbatan yuzlarcha marta og’ir yuk ostidagina egiladi. Masalan, radiusi R'=1.2 sm va ichkisi r=0,75 sm bo’lgan naycha, xuddi tomonlari a = 2 sm bo’lgan kvadrat kesimli tutash brusok kabi egiladi. Vaholanki, bunday naychaga ketgan material o’sha uzunlikdagi brusokka ketgan materialdan 1,5 marta kamdir. Hayvonlar va qushlarniig ichi kovak suyaklari tabiatning mustahkam va yengil naychalardan yaxshi foydalanganidan dalolat beradi.

Ikkinchi tomondan, ko’p qotishmalarii o’ta plastik holatga keltirish mumkin bo’lib, bunda ular juda kichik kuchlanishlarda qizdirilgan shisha kabi oqa boshlaydi. Bu holda &epsilonl_buz ming protsentlarni tashkil etadi - metallardan xuddi shishakorlar tayyorlagandek, nafis buyumlar tayyorlash mumkin bo’ladi.

Materialda dislokatsiyalar oson harakatlana olmaydigan hollarda u mo’rt bo’lib qoladi va sezilarli qoldiq deformatsiyasiz buziladi. Plastiklik qancha yuqori bo’lsa, materialni ishlatish shuncha ishonchli, ko’pincha halokatli oqibatlarga olib keluvchi kutilmagan mo’rt buzilishlar xavfi shuncha kam bo’ladi. Ba’zida shunday tarzda kemalar, samolyotlar va raketalarning korpuslari buzilib ketadi. Bu hol bir necha sekundda o’nlab kilometrlarni o’tish mumkin bo’lgan darzlarning o’sishidan sodir bo’ladi.

Ko’rinib turibdiki, materiallarning mexanik xossalari juda keng chegaralarda o’zgaradi. Bitta qotishmaning o’zida ham uni ishlash usuliga va qator boshqa sharoitlar (temperatura, nagruzkani qo’yish tezligi)ga qarab, mustahkamlik va plastiklik bir necha marta farq qilishi mumkin. Agar konstruktsiyey materiallar - metall va metallmaslarning butun majmuini olsak, ular birgalikda mexanik xarakteristikalarning g’oyat katta diapazonini qamrab oladi. Shuning uchun materialshunoslikning hozirgi zamon yo’nalishlaridan biri - turli xil materiallardan sun’iy kompozitsiyalar yaratish hisoblanadi. Kompozitsion materiallarning keng tarqalgan ko’rinishi - bu juda mustahkam moddaning ingichka tolalari («mo’ylovlar») joylashtirilgan yengil va plastik asos (masalan, smola) hisoblanadi. Bunday «yig’ma» material har bir komponentning afzalliklarini go’yo yig’adi, kamchiliklarini esa yo’qotadi.