Когда появляется шейка на образце растяжения

Отвечает эксперт ЗАО ЦНИИПСК им. Мельникова

Испытание на растяжение металла заключаются в растяжении образца с построением графика зависимости удлинения образца (Δl) от прилагаемой нагрузки (P), с последующим перестроением этой диаграммы в диаграмму условных напряжений (σ — ε)

Испытания на растяжение проводятся по ГОСТ 1497, по этому же ГОСТу определяются и образцы на которых проводятся испытания.

Как уже говорилось выше, при испытаниях строится диаграмма растяжения металла. На ней есть несколько характерных участков:

1. Участок ОА — участок пропорциональности между нагрузкой Р и удлинением ∆l. Это участок, на котором сохраняется закон Гука. Данная пропорциональность была открыта Робертом Гуком в 1670 г. и в дальнейшем получила название закона Гука.
2. Участок ОВ — участок упругой деформации. Т.е., если к образцу приложить нагрузку, не превышающую Ру, а потом разгрузить, то при разгрузке деформации образца будут уменьшаться по тому же закону, по которому они увеличивались при нагружении

Выше точки В диаграмма растяжения отходит от прямой — деформация начинает расти быстрее нагрузки, и диаграмма принимает криволинейный вид. При нагрузке, соответствующей Рт (точка С ), диаграмма переходит в горизонтальный участок. В этой стадии образец получает значительное остаточное удлинение практически без увеличения нагрузки. Получение такого участка на диаграмме растяжения объясняется свойством материала деформироваться при постоянной нагрузке. Это свойство называется текучестью материала, а участок диаграммы растяжения, параллельный оси абсцисс, называется площадкой текучести.

Иногда площадка текучести носит волнообразный характер. Это чаще касается растяжения пластичных материалов и объясняется тем, что вначале образуется местное утонение сечения, затем это утонение переходит на соседний объем материала и этот процесс развивается до тех пор, пока в результате распространения такой волны не возникает общее равномерное удлинение, отвечающее площадке текучести. Когда имеется зуб текучести, при определении механических свойств материала, вводят понятия о верхнем и нижнем пределах текучести.

После появления площадки текучести, материал снова приобретает способность сопротивляться растяжению и диаграмма поднимается вверх. В точке D усилие достигает максимального значения Pmax. При достижении усилия Pmax на образце появляется резкое местное сужение — шейка. Уменьшение площади сечения шейки вызывает падение нагрузки и в момент, соответствующий точке K диаграммы, происходит разрыв образца.

Прилагаемая нагрузка для растяжения образца зависит от геометрии этого образца. Чем больше площадь сечения, тем более высокая нагрузка необходима для растяжения образца. По этой причине, получаемая машинная диаграмма не дает качественной оценки механических свойств материала. Чтобы исключить влияние геометрии образца, машинную диаграмму перестраивают в координатах σ − ε путем деления ординат P на первоначальную площадь сечения образца A0 и абсцисс ∆l на lо. Перестроенная таким образом диаграмма называется диаграммой условных напряжений. Уже по этой, новой диаграмме, определяют механические характеристики материала.

Определяются следующие механические характеристики:

Предел пропорциональности σпц – наибольшее напряжение, после которого нарушается справедливость закона Гука σ = Еε , где Е – модуль продольной упругости, или модуль упругости первого рода. При этом Е =σ/ε = tgα , т. е. модуль E это тангенс угла наклона прямолинейной части диаграммы к оси абсцисс

Предел упругости σу — условное напряжение, соответствующее появлению остаточных деформаций определенной заданной вели­чины (0,05; 0,001; 0,003; 0,005%); допуск на остаточную деформа­цию указывается в индексе при σу

Предел текучести σт – напряжение, при котором происходит увеличение деформации без заметного увеличения растягивающей нагрузки

Также выделяют условный предел текучести — это условное напряжение, при котором остаточная деформация достигает определенной величины (обычно 0,2% от рабочей длины образца; тогда условный предел текучести обозначают как σ0,2). Величину σ0,2 определяют, как правило, для материалов, у которых на диаграмме отсутствует площадка или зуб текучести

Предел прочности (временное сопротивление разрыву) σв – напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке Pmax , предшествующей разрыву образца

Кроме характеристик прочности материала, при испытании на растяжение определяют также характеристики пластичности — относительное удлинение δ и относительное сужение ψ

где lо – первоначальная расчетная длина образца, а lк – конечная расчетная длина образца

По способу приложения нагрузки различают следующие статические испытания:

• испытания на растяжение;
• испытания на сжатие;
• испытания на изгиб;
• испытания на кручение;

Лаборатория ЦНИИПСК им. Мельникова проводит испытания на растяжение в соответствие с  ГОСТ 1497-84

Обзор

Растяжения — очень распространенный вид повреждения, связанный с нарушением целостности отдельных мышечных или соединительнотканных волокон. При более тяжелой травме может произойти полный разрыв мышц, сухожилий или связок.

Сухожилия являются продолжением мышц и соединяют их с костями. Связки служат для крепления костей друг с другом. Как сухожилия, так и связки состоят из прочных эластичных соединительнотканных волокон и участвуют в формировании суставов. Поэтому при чрезмерном разгибании в суставе или применении сильной тяги травмируются и связки, и сухожилия. Например, при резком неловком движении, падении, прыжке с высоты или столкновении во время занятий контактными видами спорта. Растяжение мышц, как правило, происходит при попытке выполнить чрезмерную работу, например, поднять или удержать слишком тяжелый предмет.

Чаще всего встречается растяжение ноги в коленном и голеностопном суставах. Растяжение голеностопа обычно происходит при чрезмерном перемещении веса на внешнюю часть стопы, что вызывает повреждение или полный разрыв сухожилия. Растянуть голеностоп можно при ходьбе или беге по неровной местности, а также, поскользнувшись на льду. Растяжение коленного сустава чаще случается при падении на колено, скручивающих движениях в бедре при фиксированной голени, что нередко бывает у футболистов, а также при игре в хоккей, баскетбол, катании на лыжах. На руках растяжению больше подвержены лучезапястный сустав и сустав большого пальца.

Растяжения зачастую происходят во время занятий игровыми видами спорта при резком ускорении и торможении. Особенно тогда, когда человек начинает тренироваться без достаточной разминки, и его мышцы и связки еще не готовы к нагрузке. Опытные спортсмены нередко получают травму, находясь на пике физической формы, так как в этот период они максимально нагружают свои мышцы.

В группе риска также находятся дети, так как их суставы и связочный аппарат еще до конца не сформированы. Нередко растяжения у маленьких детей возникают при резких рывках, когда малыш спотыкается и падает, а взрослый продолжает крепко держать его за ручку. Особенно высока вероятность травмы мягких тканей у детей спортсменов. Однако необходимо помнить, что это полезно для здоровья и может повысить уверенность ребенка в своих силах и его самооценку.

Другие факторы, повышающие вероятность растяжения и разрыва связок, мышц и сухожилий:

• отсутствие тренировки — без регулярных физических упражнений мышцы и суставы слабеют и теряют гибкость, что повышает вероятность травмы;
• нарушение техники упражнений — если неправильно распределять вес при ходьбе или беге, или неумело приземлиться после прыжка с высоты, можно повредить связки колена или голеностопа;
• плохая разминка — разогрев перед тренировкой делает мышцы эластичными и повышает амплитуду движений, что снижает риск растяжения;
• усталость — когда мышцы устали, нарушается координация и высока опасность неловкого движения;
• пожилой возраст — сопровождается снижением эластичности и силы мышц;
• беременность, особенно её вторая половина, связана с повышенным размягчением и излишней эластичность соединительной ткани под действием гормонов, что может повышать вероятность растяжения и разрыва связок и сухожилий при занятиях спортом.

Симптомы растяжения связок, сухожилий и мышц

Для растяжения связок характерны следующие признаки:

• боль вокруг сустава, усиливающаяся при прощупывании и движении;
• отек (припухлость) тканей;
• кровоизлияние под кожу (гематома или синяк);
• нарушение работы сустава из-за боли.

Отек после растяжения появляется быстро, в то время как гематома (синяк) может образоваться позднее или его может вообще не быть. Иногда он появляется не в месте растяжения, а рядом с ним, так как перед попаданием в верхние слои кожи кровь из поврежденной ткани просачивается по мышцам и вокруг сустава.

Растяжение мышцы также происходит при ее чрезмерном натяжении или слишком резком сокращении мышцы. Чаще всего случается растяжение мышц бедра и спины.

Растяжение мышц сопровождается:

• болью в мышце при движении и прощупывании;
• отеком и припухлостью;
• возможно, образованием гематомы (синяка);
• болезненным уплотнением в месте травмы, что связано с сокращением поврежденных, частично порванных волокон мышцы;
• частичным или полным нарушением функции мышцы (трудности при попытке согнуть руку, удержать даже небольшой груз, наклониться и др.).

Легкие травмы проходят самостоятельно в течение нескольких дней или недель. Однако при серьезных повреждениях не стоит откладывать визит к врачу.

Признаки тяжелой травмы, требующие обязательного обращения к врачу:

• интенсивная боль и быстро нарастающий отек или гематома тканей;
• нарушение функции поврежденной части тела: невозможность пошевелить пальцем, рукой, ногой и др.
• невозможность опереться на поврежденную ногу: она подгибается;
• слишком большой, непривычный объем движения в суставе, например, чрезмерное разгибание;
• поврежденная конечность деформирована, искривлена, под кожей появились шишки, бугры;
• онемение, потеря чувствительности или бледность кожи в поврежденной области;
• в течение нескольких дней состояние не улучшается.

Эти симптомы могут говорить о наличии полного разрыва связок, сухожилий, мышц или перелома костей. В этих случаях самолечение имеет непредсказуемый результат.

Что делать при растяжении: первая помощь

Сразу после травмы необходимо создать покой поврежденной части тела. В легких случаях достаточно прекратить физическую работу, присесть или прилечь, придав травмированной конечности возвышенное положение. Можно, например, подложить под растянутую ногу подушку или свернутое валиком одеяло, руку подвесить на косыночную повязку и др.

При выраженной боли, нарушении работы сустава нужна более серьезная иммобилизация. В этих случаях накладывают шину из подручных материалов (картона, доски) или прибинтовывают поврежденную конечность к телу в том положении, которое вызывает наименьшую боль.

После иммобилизации или параллельно с ней желательно охладить место травмы. Приложите лед, пакет с холодной водой, наконец, мокрое полотенце. В аптеке можно приобрести аэрозоль для заморозки. Такими препаратами часто комплектуют аптечки на спортивных соревнованиях. Холод ускорит остановку внутреннего кровотечения, поможет сузить сосуды, отсрочит развитие воспаления и замедлит нарастание отека. Кроме того, охлаждение уменьшает боль. При сильной боли можно использовать нестероидные противовоспалительные средства в виде таблеток или инъекций, а также парацетамол.

Чего нельзя делать при растяжении:

• Греть и растирать место травмы. Тепловые процедуры и массаж показаны только на 3-4 день после растяжения, чтобы улучшить кровообращение, ускорить рассасывание гематомы, отека и заживление. Сразу после травмы эти манипуляции оказывают обратный эффект.
• Принимать алкоголь. Это усиливает кровотечение, отек, замедляет восстановление тканей. Алкоголь допустим только тогда, когда медицинская помощь труднодоступна и нечем уменьшить сильную боль.
• Продолжать работу или тренировки через боль. Растянутым связкам или мышцам нужен покой для скорейшего восстановления. Только спустя некоторое время можно будет приступить к выполнению специальных упражнений, помогающих быстрее вернуться к привычной жизни.

Легкие растяжения проходят без специального лечения. Если боль и отек в месте травмы выражены незначительно, и вы можете самостоятельно передвигаться без особых ограничений, то можно обойтись без посещения врача. Чтобы ускорить восстановление необходимо создать покой поврежденной части тела. Этому первые дни будет способствовать боль, напоминающая о том, что нужно щадить сустав или натруженные мышцы. Избегайте физической работы, не поднимайте тяжести. При растяжении суставов ног желательно пользоваться тростью или костылями при ходьбе до тех пор, пока боль существенно не уменьшится.

При растяжении сустава помогает бинтование эластичным бинтом. Можно использовать специальные мягкие фиксаторы. Фиксировать сустав нужно в естественном положении. После наложения туров бинта убедитесь, что повязка не слишком сильно сдавливает тело и не мешает кровообращению. Вы правильно наложили повязку, если поверхность кожи сохраняет обычный цвет и температуру (не холодная и не горячая), а сама повязка не вызывает ощущения дискомфорта.

При малейших сомнениях по поводу тяжести полученной травмы обратитесь за медицинской помощью. Помимо врачебного осмотра вам потребуется сделать рентгеновский снимок или компьютерную томографию (КТ) поврежденной части тела. С помощью этих исследований можно различить сложные виды переломов и другие виды травм, которые трудно определить по внешним признакам.

Лечение растяжений у врача

Если вы подозреваете перелом, если боль и отек выражены значительно или под кожей образовалась большая гематома, а также при повреждениях у пожилых людей, желательно обратиться к врачу в первые часы после травмы. Причем чем быстрее, тем лучше.

Позднее обращение к врачу при тяжелых растяжениях, сопровождающихся разрывом связок, делает неэффективным консервативное лечение, вынуждает прибегать к операции. Если вдруг, помимо растяжения, имеется перелом, то постепенно нарастающий отек будет мешать хирургу восстановить правильное положение костей и хорошо зафиксировать конечность. Здесь время играет против нас, усложняет лечение.

При растяжении вы можете посетить хирурга в поликлинике или добраться до травмпункта. В обоих учреждениях вас должны обслужить без записи: в травмпунктах в принципе оказывают срочную помощь, а при посещении поликлиники нужно будет уточнить в регистратуре, что вы обращаетесь по «острой боли». В травмпункте вам сразу смогут провести рентген поврежденной области. В поликлинике не всегда есть рентгеновский аппарат. Если состояние не позволяет самостоятельно добраться до врача, вызовите скорую помощь.

Врач поможет обезболить место травмы и порекомендует лекарства, которые вы сможете принимать самостоятельно. Обычно при сильной боли рекомендуется принимать парацетамол. Если он не помогает, может потребоваться специальное обезболивающее, отпускаемое по рецепту. Врач также может назначить нестероидный противовоспалительный препарат (НПВП) в форме крема или геля, например, кетопрофен. Следует наносить его на место растяжения и сразу после этого мыть руки.

Кетопрофен повышает светочувствительность кожи. Во время лечения и в течение двух недель после этого следует избегать контакта этих участков кожи с прямыми солнечными лучами или искусственным освещением (например, в соляриях). НПВП для приема внутрь (например, ибупрофен в таблетках) также помогают снять отек и воспаление.

В ряде случаев при растяжении накладывается гипсовая лангета или повязка, как при переломах. Обычно со 2-3 дня назначаются физиопроцедуры, которые ускоряют процесс восстановления. Чаще это УВЧ, позже — озокерит, компрессы с лекарственными веществами, лечебный массаж, лечебная физкультура, электрофорез с рассасывающими, противовоспалительными и обезболивающими средствами. В случае разрыва связок или мышц и неэффективности консервативного лечения врач может порекомендовать вам хирургическое лечение. Во время операции производят сшивание поврежденных тканей между собой, а после накладывают гипс до полного срастания шва.

Восстановление после растяжения

Продолжительность восстановления тканей зависит от тяжести растяжения. Например, при растяжении голеностопа ходить можно уже через 1–2 недели, полное выздоровление займет 6–8 недель, а вновь заниматься спортом можно через 8–12 недель. При мышечных растяжениях время выздоровления варьируется очень сильно. Иногда требуется несколько недель, иногда — несколько месяцев.

В некоторых случаях хронические осложнения (боль, кратковременные отеки и неустойчивость) сохраняются месяцами и даже годами.

Следует обратиться к травматологу, если спустя положенное время после растяжения вам не становится лучше или, наоборот, симптомы становятся более выраженными.

Профилактика растяжений связок, суставов и мышц

Чтобы избежать растяжений, необходимо соблюдать осторожность во время занятия спортом и в повседневной жизни. Однако ни в коем случае нельзя оберегать себя или детей от физических упражнений. Регулярные упражнения на растяжку и укрепление мышц как часть общей программы физической культуры помогают избежать растяжений и сохранить силу и гибкость суставов. Для профилактики растяжения голеностопа подбирайте удобную обувь, особенно для спорта, а также если вам приходится большую часть дня проводить на ногах. Обувь должна быть высокой, желательно на шнурках, чтобы она плотно фиксировала лодыжки. Нельзя носить стоптанные ботинки, так как в них проще подвернуть ногу. При ношении обуви на высоком каблуке вероятность этого также выше.

При частых растяжениях во время тренировок необходимо использовать специальные фиксаторы или обматывать уязвимые суставы эластичным бинтом для дополнительной защиты. Существуют специальные упражнения, которые позволяют укрепить мышечный корсет и снизить к минимуму риск растяжений.

5 правил для защиты от растяжений

• Делайте разминку перед тренировкой, а заминку — после.
• Не занимайтесь спортом до полного изнеможения, в состоянии усталости риск несчастного случая повышается.
• Избегайте падений — поддерживать порядок на лестницах, в коридорах и в саду, а зимой посыпать дорожки рядом с домом песком — отличная профилактика травм.
• Старайтесь не ходить и не бегать по неровным поверхностям.
• Питайтесь правильно, чтобы мышцы были сильными, а кости и суставы крепкими.

Куда обратиться при растяжении?

С помощью сервиса НаПоправку вы можете быстро найти:

• врача травматолога;
• все травмпункты в городе;
• детские травмпункты;
• круглосуточные травмпункты;
• платные травмпункты.

Возможно, Вам также будет интересно прочитать

Localisation and translation prepared by Napopravku.ru. NHS Choices provided the original content for free. It is available from www.nhs.uk. NHS Choices has not reviewed, and takes no responsibility for, the localisation or translation of its original content

Copyright notice: “Department of Health original content © 2020”

Все материалы сайта были проверены врачами. Однако, даже самая достоверная статья не позволяет учесть все особенности заболевания у конкретного человека. Поэтому информация, размещенная на нашем сайте, не может заменить визита к врачу, а лишь дополняет его. Статьи подготовлены для ознакомительной цели и носят рекомендательный характер.

Напоправку.ру 2020