Wat is de opdrachtinspanning en hoe deze te verkrijgen?

Hij Inspanning leveren Het wordt gedefinieerd als de noodzakelijke inspanning voor een object om permanent te vervormen, dat wil zeggen dat een plastische vervorming ervaart zonder breken of breken.

Omdat deze limiet voor sommige materialen een beetje onnauwkeurig kan zijn en de nauwkeurigheid van de gebruikte apparatuur een gewichtsfactor is, is in engineering vastgesteld dat de overdrachtsinspanning in metalen zoals structureel staal een 0 is die een 0 produceert.2% permanente vervorming in het object.

Figuur 1. De materialen die in aanbouw worden gebruikt, worden onderworpen aan het testen hoeveel inspanning ze kunnen weerstaan. Bron: Pixabay.

Het kennen van de waarde van de opbrengstinspanning is belangrijk om te weten of het materiaal geschikt is voor het gebruik dat u wilt geven aan de daarmee gefabriceerde onderdelen. Wanneer een stuk voorbij de elastische limiet is vervormd, kan het mogelijk niet de functie uitvoeren waarnaar het was bedoeld en moet het worden vervangen.

Om deze waarde te verkrijgen, worden tests meestal uitgevoerd op monsters die zijn gemaakt met het materiaal (monsters of monsters), die worden onderworpen aan verschillende inspanningen of belastingen, terwijl de verlenging of het stretchen ze met elk ervaren. Deze tests staan ​​bekend als Tractietests.

Om een ​​tractietest uit te voeren, wordt een kracht helemaal opnieuw gestart en de waarde geleidelijk verhoogd totdat het monster is gebroken.

[TOC]

Inspanningspanningen curven

De gegevensparen verkregen met behulp van de tractietest zijn de belasting op de verticale as en de vervorming in de horizontale as grafiek in de lading. Het resultaat is een grafiek zoals hieronder getoond (Afbeelding 2), Curve van de inspanning genoemd voor het materiaal.

Daaruit worden veel belangrijke mechanische eigenschappen bepaald. Elk materiaal heeft zijn eigen inspanningscurve. Een van de meest bestudeerde is bijvoorbeeld die van structureel staal, ook wel zoet of laag koolstofstaal genoemd. Het is een materiaal dat veel wordt gebruikt in de constructie.

Het kan u van dienst zijn: Licht: geschiedenis, aard, gedrag, verspreiding

De inspanningsdefformingscurve heeft onderscheidende gebieden waarin het materiaal enig gedrag heeft volgens de toegepaste belasting. De exacte vorm kan aanzienlijk variëren, maar toch hebben ze enkele veel voorkomende kenmerken die hieronder worden beschreven.

Voor wat volgt figuur 2, dat in zeer algemene termen overeenkomt met structureel staal.

Figuur 2. Inspanning-vormingscurve voor staal. Bron: Modified Hans Topo1993 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)]

Elastisch gebied

Het gebied dat van of naar een gaat, is het elastische gebied, waar de wet van Hooke geldig is, waarin de inspanning en vervorming evenredig zijn. In dit gebied wordt het materiaal volledig hersteld na de toepassing van de inspanning. Punt A staat bekend als evenredigheidslimiet.

In sommige materialen is de curve die van o a a gaat geen lijn, maar toch zijn ze er niet om elastisch te zijn. Het belangrijkste is dat ze zijn oorspronkelijke vorm herwinnen wanneer de lading stopt.

Elastische plastic zone

Dan hebben we de A -A -B -regio, waarin de vervorming sneller toeneemt met de inspanning, waardoor we beide evenredig zijn. De helling van de curve neemt af en B wordt horizontaal.

Uit punt B herstelt het materiaal niet langer zijn oorspronkelijke vorm en wordt aangenomen dat de waarde van de inspanning op dat moment die van de Cedencia -inspanning is.

Het gebied dat van B tot C wordt genoemd, wordt het opbrengst- of kruipgebied van het materiaal genoemd. Daar gaat de vervorming verder dat de belasting niet toeneemt. Het zou zelfs kunnen afnemen, dus er wordt gezegd dat het materiaal in deze toestand is Perfect plastic.

Plastic gebied en breuk

In de regio die van C naar D gaat, is er een verharding door vervorming, waarin het materiaal veranderingen heeft in zijn structuur op moleculair en atoomniveau, die meer inspanningen leveren om vervormingen te bereiken die nodig zijn.

Kan u van dienst zijn: Moody Diagram: Vergelijkingen, waar is het voor, applicaties

Dat is de reden waarom de curve een groei ervaart die eindigt bij het bereiken van de maximale inspanning σ_Maximaal.

Van D tot E is er nog steeds mogelijke vervorming, maar met minder belasting. Een soort dunner worden gevormd in het monster (monster) genoemd streng, wat uiteindelijk leidt tot het punt E waarnaar de breuk heeft waargenomen. Op punt D kan het materiaal echter worden beschouwd.

Hoe u de overdrachtsinspanning kunt verkrijgen?

De elastische limiet l_En van een materiaal is de maximale inspanning die kan blijven bestaan ​​zonder elasticiteit te verliezen. Het wordt berekend door het quotiënt tussen de grootte van de maximale kracht f_M en het kruis -sectionele gebied van het monster.

L_En = F_M / NAAR

De elastische limieteenheden in het internationale systeem zijn n/m² of PA (Pascal) omdat het een inspanning is. De elastische limiet en de evenredigheidslimiet op punt A zijn zeer nauwe waarden.

Maar zoals in het begin is vermeld, is het misschien niet gemakkelijk om ze te bepalen. De opbrengstinspanning verkregen door de inspannings-formatiecurve is de praktische benadering van de elastische limiet die in engineering wordt gebruikt.

Cedencia-inspanning van de inspanningsvervormingscurve

Om dit te verkrijgen, wordt een lijn parallel getrokken aan de lijn die overeenkomt met het elastische gebied (dat de wet van Hooke gehoorzaamt) maar ongeveer 0 verplaatst.2% op de horizontale schaal of 0.002 PLG per informatie in.

Deze lijn strekt zich uit tot het kruisen van de curve op een punt waarvan de verticale coördinaat de gezochte waarde van de opbrengstinspanning is, aangeduid als σ_En, Zoals te zien is in figuur 3. Deze curve hoort bij een ander ductiel materiaal: aluminium.

Kan u van dienst zijn: kinetische energie: kenmerken, typen, voorbeelden, oefeningenfiguur 3. Inspanningscurve - aluminium vervorming, waaruit de overdrachtsinspanning in de praktijk wordt bepaald. Bron: zelf gemaakt.

Twee ductiele materialen zoals staal en aluminium hebben verschillende inspanningscurves. Aluminium presenteert bijvoorbeeld niet het ongeveer horizontale gedeelte van het staal dat te zien is in de voorgaande sectie.

Andere materialen die als fragiel worden beschouwd, zoals glas, gaan niet door de hierboven beschreven stadia. De breuk vindt plaats lang voordat er aanzienlijke vervormingen optreden.

Belangrijke details waarmee rekening moet worden gehouden

- De in principe beschouwde inspanningen houden geen rekening met de aanpassing die ongetwijfeld wordt geproduceerd op het gebied van de dwarsdoorsnede van het monster. Dit induceert een kleine fout die wordt gecorrigeerd door de grafiek te maken Echte inspanningen, Degenen die rekening houden met de vermindering van het gebied naarmate de vervorming van het monster toeneemt.

- De beschouwde temperaturen zijn normaal. Sommige ductiele materialen bij lage temperaturen zijn niet meer, terwijl andere fragielen zich als ductiel gedragen bij hogere temperaturen.

Referenties

1. Bier, f. 2010. Materiaalmechanica. McGraw Hill. 5e. Editie. 47-57.
2. Edge Engineers. Levert kracht op. Hersteld van: motorengeed.com.
3. Kruipinspanning. Hersteld van: inston.com.AR
4. Valera Negrete, J. 2005. ALGEMENE FYSICA -NOTIES. UNAM. 101-103.
5. Wikipedia. Kruipen. Hersteld van: Wikipedia.com