MI A HOZAMFESZÍTÉS ÉS HOGYAN SZEREZHETŐ BE? - FIZIKAI - 2026

A folyási stresszt az az erőfeszítés jelenti, amely ahhoz szükséges, hogy egy tárgy folyamatosan deformálódjon, vagyis plasztikus deformáción menjen keresztül törés vagy törés nélkül.

Mivel ez a határ bizonyos anyagoknál kissé pontatlan lehet, és a használt berendezések pontossága súlytényező, a mérnöki munkák során megállapították, hogy a fémek, például a szerkezeti acél hozamterhelése 0,2% -os állandó deformációt okoz a tárgy.

1. ábra. Az építőiparban használt anyagokat teszteljük annak meghatározására, hogy mekkora feszültséget képesek elviselni. Forrás: Pixabay.

A termési stressz értékének ismeretekor fontos tudni, hogy az anyag megfelelő-e ahhoz a felhasználáshoz, amelyet a vele gyártott alkatrészekhez kíván adni. Ha egy alkatrész deformálódott a rugalmas határon túl, akkor előfordulhat, hogy az nem tudja megfelelően elvégezni a kívánt funkciót, ezért ki kell cserélni.

Ennek az értéknek a meghatározásához a vizsgálatokat általában az anyagból (mint csövek vagy minták) előállított mintákon hajtják végre, amelyeket különféle terheléseknek vagy terheléseknek tesznek ki, miközben megmérik a meghosszabbítást vagy nyújtást, amelyet az egyesével tapasztalnak. Ezeket a teszteket szakítótesztnek nevezzük.

A szakítóteszt elvégzéséhez kezdjük úgy, hogy nullától erőt alkalmazunk, és fokozatosan növeljük az értéket, amíg a minta meg nem szakad.

Deformációs stressz görbék

A szakítópróbával kapott adatpárokat úgy ábrázoljuk, hogy a terhelést a függőleges tengelyre, a terhelést a vízszintes tengelyre helyezzük. Az eredmény egy, az alábbi ábra szerinti grafikon (2. ábra), amelyet az anyag feszültség-feszültség görbéje nevez.

Ebből számos fontos mechanikai tulajdonságot meghatároznak. Minden anyagnak megvan a saját feszültség-feszültség görbéje. Például az egyik leginkább tanulmányozott szerkezeti acél, amelyet más néven enyhe vagy alacsony széntartalmú acélnak is neveznek. Olyan anyag, amelyet széles körben használnak az építésben.

A feszültség-feszültség görbe megkülönböztethető területeket tartalmaz, ahol az anyag bizonyos viselkedést mutat az alkalmazott terhelésnek megfelelően. Pontos alakjuk jelentősen változhat, ám ennek ellenére vannak néhány közös jellemzőjük, amelyeket alább ismertetünk.

Az alábbiakban lásd a 2. ábrát, amely általános értelemben megfelel a szerkezeti acélnak.

2. ábra. Acél feszültség-feszültség görbe. Forrás: módosítva Hans Topo1993-tól

Rugalmas zóna

Az O-tól A-ig terjedő terület a rugalmas terület, ahol érvényes Hooke-törvény, ahol a feszültség és a feszültség arányosak. Ebben a zónában az anyag a feszültség alkalmazása után teljes mértékben visszanyerhető. Az A pontot az arányosság határának nevezik.

Egyes anyagokban az O-tól A-ig tartó görbe nem egyenes, de ennek ellenére rugalmasak. Fontos az, hogy a töltés befejezésekor visszatérjenek eredeti formájukba.

Rugalmas-műanyag zóna

Ezután az A-tól B-ig terjedő régió van, amelyben a deformáció az erőfeszítéssel gyorsabban növekszik, és mindkettő nem marad arányos. A görbe lejtése csökken, és B pontnál vízszintesvé válik.

A B ponttól kezdve az anyag már nem tér vissza eredeti alakjára, és a feszültség értékét ezen a ponton a hozamfeszültség értékének kell tekinteni.

A B-től C-ig terjedő területet az anyag hozam- vagy kúszózónájának nevezzük. Ott a deformáció folytatódik, annak ellenére, hogy a terhelés nem növekszik. Ez akár csökkenhet is, ezért mondják, hogy ebben az állapotban az anyag tökéletesen műanyag.

Műanyag zóna és törés

A C-tól D-ig terjedő szakaszon keményedés lép fel, amelyben az anyag szerkezeti változásait molekuláris és atomi szinten mutatják, amelyek nagyobb erőfeszítéseket igényelnek a deformációk eléréséhez.

Ezért a görbe növekedést tapasztal, amely akkor ér véget, ha eléri a maximális feszültséget σ _max.

D-től E-ig továbbra is lehetséges deformáció, de kevesebb terheléssel. A mintában (mintában) egyfajta elvékonyodás alakul ki, amelyet stricture-nek hívnak, ami végül ahhoz vezet, hogy a törés megfigyelhető az E pontban. Azonban már a D. pontban az anyag töröttnek tekinthető.

Hogyan szerezzük meg a hozamot?

Egy anyag L _e rugalmassági határa a maximális feszültség, amelyet az ellenáll a rugalmasság elvesztése nélkül. Ezt az F _m legnagyobb erő nagysága és az A minta keresztmetszetének hányadosa számítja ki.

L _e = F _m / A

A rugalmas rendszer rugalmassági egységei N / m ² vagy Pa (Pascals), mivel ez stressz. Az A pont rugalmassági és arányossági határértéke nagyon közel áll egymáshoz.

De amint az elején elmondták, lehet, hogy nem könnyű meghatározni őket. A feszültség-feszültség görbén kapott hozamfeszültség gyakorlati megközelítése a mérnöki munka során alkalmazott rugalmas határértéknek.

Hozamterhelés a feszültség-feszültség görbéből

Ennek előállításához egy vonalt húzzunk párhuzamosan azzal a vonallal, amely megfelel az elasztikus zónának (az, amely betartja Hooke törvényét), de kb. 0,2% -kal elmozdult a vízszintes skálán vagy 0,002 inch / hüvelyk deformáción.

Ez a vonal addig megy végig, amíg a 3. ábrán látható módon a keresztet keresztezi egy olyan ponton, amelynek függőleges koordinátája a kívánt hozamfeszültség-érték, σ _y- vel jelölve. Ez a görbe egy másik elasztikus anyaghoz tartozik: az alumíniumhoz.

3. ábra: Az alumínium feszültség-feszültség görbéje, amelyből a hozamfeszültséget a gyakorlatban meghatározzuk. Forrás: saját készítésű.

Két gömbös anyag, például acél és alumínium eltérő feszültség-feszültséggörbével rendelkezik. Például az alumíniumnak nincs az előző szakaszban látható, durván vízszintes acélszakasz.

Más, törékenynek tekinthető anyagok, például az üveg, nem haladnak át a fent ismertetett szakaszokon. A repedés jóval azelőtt észlelhető, hogy észrevehető deformációk lépnek fel.

Fontos részletek, amelyeket figyelembe kell venni

- Az elvben figyelembe vett erők nem veszik figyelembe azt a módosítást, amely kétségtelenül a próbatest keresztmetszeti területén történik. Ez egy kis hibát indukál, amelyet korrigálnak a valódi feszültségek ábrázolásával, amelyek figyelembe veszik a terület csökkenését, amikor a minta deformációja növekszik.

- A figyelembe vett hőmérsékletek normálisak. Egyes anyagok alacsony hőmérsékleten tapadóképességet mutatnak, és már nem tapadóak, míg más törékeny anyagok magasabb hőmérsékleten rugalmassá válnak.

Irodalom

1. Beer, F. 2010. Az anyagok mechanikája. McGraw Hill. 5.. Kiadás. 47-57.
2. Mérnökök Edge. Folyáshatár. Helyreállítva: engineersedge.com.
3. Kúszó stressz. Helyreállítva: instron.com.ar
4. Valera Negrete, J. 2005. Megjegyzések az általános fizikáról. UNAM. 101-103.
5. Wikipedia. Kúszás. Helyreállítva: Wikipedia.com