Základními vlastnostmi každého výrobku jsou jeho mechanické vlastnosti, které charakterizují odolnost výrobku proti vnějším silám a to jak statickým tak i dynamickým. Tyto vlastnosti se zjišťují normalizovanými zkouškami. Statickými mechanickými zkouškami se hodnotí chování materiálu jak za krátkodobého, tak i dlouhodobého působení stálých nebo pomalu a spojitě se měnících sil. Při krátkodobém působení se jedná především o zkoušku tahem (výjimečně tlakem) a o zkoušky tvrdosti. Dlouhodobé statické zkoušky jsou pak zkoušky tečení a relaxace.

Výsledky statických zkoušek nedávají žádné informace o chování materiálu při namáhání dynamickém, kterým jsou v technické praxi často zatěžovány pohybující se strojní součásti. Při nich dochází často k poruše soudržnosti silami, které zdaleka nedosahují hodnot téhož materiálu zjištěných statickými zkouškami. Rostou-li zatěžující síly skokem, jedná se o namáhání rázové, jestliže se opakovaně mění, jedná se o namáhání cyklické.

Statická zkouška tahem

Zkouška tahem spočívá v deformaci zkušební tyče postupně se zvyšujícím tahovým zatížením předepsanou (poměrně malou) rychlostí, obvykle až do lomu. Cílem je stanovení napěťových a deformačních parametrů zkoušeného materiálu. Tato zkouška se provádí podle ČSN EN 10002-1 (42 0310). Běžná zkouška se provádí za okolní teploty mezi 10 až 35 ⁰C (v arbitrážních případech 23 +/- 5 ⁰C), podle potřeby se ale materiály zkouší i za teplot mnohem vyšších nebo nižších (kryogenních).

Zkušební tyče

Zkušební tyče jsou kruhové, obdélníkové, čtvercové nebo víceúhelníkové. Konce tyčí, které slouží k upnutí, mají průřez větší, než je část tyče, která je určená k měření.

Poznámka Na základě dohody může zkušební tyč nekruhového průřezu být zkoušena i bez rozšířených upínacích konců. U pásů a tyčí o výrobní šířce menší než 20 mm mohou mít zkušební tyče šířku zkoušeného výrobku.

Kruhové tyče se obvykle vyrábějí obráběním (jemným soustružením, popř. broušením), tyče nekruhového průřezu frézováním. Tyče z plechů nebo pásů se v sériové výrobě někdy z úsporných důvodů vyrábějí vystřihováním ve střižném nástroji nebo i bez rozšířených konců nejčastěji střihem na kotoučových nůžkách. V tomto případě je však nutno počítat s určitým zpevněním střižených hran, což má vliv zejména na hodnotu meze kluzu, která se tím zvyšuje v průměru asi o 15 MPa. Vliv zpevnění hran lze odstranit dodatečným obroušením zpevněné vrstvy. Výrobky stálého průřezu (tyče, dráty, profily) a lité tyče z litin a neželezných kovů se rovněž mohou zkoušet, aniž by byly předem obrobeny.

Obrázek zkušební tyče s hlavami pro upnutí do čelistí trhacího zkušebního stroje

Shora:

kruhová ocelová

obdélníková ocelová tyč

kruhová litinová tyč

Na zkušební tyči se vyznačí vzdálenost, na níž se zjišťují všechny potřebné hodnoty nutné pro výpočet mechanických parametrů zkoušeného materiálu. Tato vzdálenost s označením L₀ se nazývá počáteční měřená délka, která závisí nebo nezávisí na průřezu zkušební tyče. Podle toho se pak nazývá zkušební tyč jako poměrná nebo nepoměrná.

Poměrné zkušební tyče

U poměrných zkušebních tyčí se počáteční měřená délka vztahuje k počáteční ploše příčného průřezu tyče S₀. Počáteční měřená délka L₀ se vypočítává ze vztahu

,

kde koeficient k = 5,65 nebo 11,3, přednostně se používá koeficient 5,65. Hodnota počáteční délky se zaokrouhlí na násobek 5 [mm].

Poznámka Koeficient k je odvozen od počáteční měřené délky tyče kruhového průřezu, která byla původně stanovena jako pětinásobek počátečního průměru tyče d₀, tj. L₀ = 5.d₀. Taková tyč je označovaná jako krátká tyč. Podobně se používá tyč s dvojnásobnou počáteční měřenou délkou L₀, která byla původně stanovena jako desetinásobek počátečního průměru tyče d₀, tj. L₀ = 10.d₀. Taková tyč je označovaná jako dlouhá tyč.

Pětinásobek průměru (krátká tyč) je L₀ = 5.d₀ = 5,65.S₀, kde S₀ je počáteční plocha příčného průřezu tyče.

Desetinásobek průměru (dlouhá tyč) je       L₀ = 10.d₀ = 11,3.S₀, kde S₀ je počáteční plocha příčného průřezu tyče.

Počáteční měřená délka L₀ musí být minimálně 20 mm. Pokud by byla počáteční délka kratší, použije se tyč s počáteční měřenou délkou vypočtenou koeficientem k=11,3, nebo se použije nepoměrná zkušební tyč.

Nepoměrné zkušební tyče

Nepoměrné zkušební tyče jsou ty, u nichž počáteční měřená délka L₀ není vázána na počáteční průřez tyče S₀. V praxi se používají délky 50, 80, 100 a 200 mm, není je ale možno volit libovolně. Jejich volba závisí na tvaru a rozměru zkoušených výrobků.

Použití zkušebních tyčí u pravoúhlých a kruhových průřezů

– zkušební tyče z pásů a plechů o tloušťce pod 3 mm (pro zkoušení se používají poměrné i nepoměrné tyče).

– poměrné tyče: Pro určení měřené délky se používá koeficient k=5,65 nebo k=11,3.

– nepoměrné tyče: Zkušební tyče o tloušťce 0,5 až 3 mm jsou dvojího rozměru, buď mají šířku b₀=20 mm a počáteční měřenou délku L₀=80 mm, nebo mají šířku b₀=12,5 mm a počáteční měřenou délku L₀=50 mm.

V případě, že jsou zkoušeny tyče o tloušťce 0,5 až 3 mm a šířce rovné šířce výrobku (pásu, tyče), která je menší než 20 mm, je možné použít jen měřenou délku L₀=50 mm.

Zkušební tyče obdélníkového průřezu (pásy, plechy) o tloušťce menší než 0,5 mm mají výhradně šířku 12,5 mm a počáteční měřenou délku L₀=50 mm.

– zkušební tyče z drátů a tyčí o průměru nebo tloušťce do 4 mm:

Pro zkoušení drátů a tyčí (nejedná se o pásy a plechy) o tloušťkách 4 mm a menších se používají nepoměrné zkušební tyče o délkách 100 nebo 200 mm.

– zkušební tyče z pásů a plechů o tloušťce nejméně 3 mm a z drátů a tyčí o průměru nebo tloušťce přes 4 mm (pro zkoušení se používají poměrné i nepoměrné tyče):

– poměrné tyče: Pro určení měřené délky se používá koeficient k=5,65 nebo k=11,3. Pro tyče kruhového průřezu se používají přednostně měřené délky zkušebních tyčí vypočtené s koeficientem k=5,65. Doporučené průměry tyčí jsou 5, 10 a 20 mm.

– nepoměrné tyče: Nepoměrné tyče se používají vždy, když se jedná o nekruhový průřez. Při šířce zkušební tyče 20 mm musí být měřená délka tyče 80 mm, při šířkách tyčí 25 nebo 40 mm musí být měřená délka 200 mm.