Plik Poddający się wysiłek Definiuje się go jako wysiłek niezbędny, aby obiekt zaczął trwale odkształcać się, to znaczy, aby podlegał odkształceniu plastycznemu bez pękania lub pękania.
Ponieważ ta granica może być nieco nieprecyzyjna dla niektórych materiałów, a precyzja zastosowanego sprzętu jest czynnikiem wagowym, w inżynierii ustalono, że granica plastyczności w metalach, takich jak stal konstrukcyjna, jest taka, która powoduje 0,2% trwałego odkształcenia w obiekcie..
Znajomość wartości granicy plastyczności jest ważna, aby wiedzieć, czy materiał jest odpowiedni do zastosowania, jakie chcesz nadać produkowanym z niego częściom. Gdy część została zdeformowana poza granicę elastyczności, może nie być w stanie prawidłowo spełniać swojej zamierzonej funkcji i musi zostać wymieniona.
Aby uzyskać tę wartość, zwykle przeprowadza się testy na próbkach wykonanych z materiału (probówki lub próbki), które są poddawane różnym naprężeniom lub obciążeniom, a także mierzy się wydłużenie lub rozciąganie, którego doświadczają z każdym z nich. Te testy są znane jako próby rozciągania.
Aby wykonać próbę rozciągania, zacznij od przyłożenia siły od zera i stopniowo zwiększaj wartość, aż próbka pęknie..
Indeks artykułów
Pary danych otrzymane w próbie rozciągania są wykreślane poprzez umieszczenie obciążenia na osi pionowej i odkształcenie na osi poziomej. Wynikiem jest wykres podobny do pokazanego poniżej (rysunek 2), zwany krzywą naprężenia-odkształcenia dla materiału.
Na jego podstawie określa się wiele ważnych właściwości mechanicznych. Każdy materiał ma własną krzywą naprężenie-odkształcenie. Na przykład jedną z najczęściej badanych jest stal konstrukcyjna, zwana również stalą miękką lub niskowęglową. Jest to materiał szeroko stosowany w budownictwie.
Krzywa naprężenie-odkształcenie ma charakterystyczne obszary, w których materiał zachowuje się zgodnie z przyłożonym obciążeniem. Ich dokładny kształt może się znacznie różnić, niemniej jednak mają one wspólne cechy, które opisano poniżej..
Poniżej przedstawiono rysunek 2, który w bardzo ogólny sposób odpowiada stali konstrukcyjnej.
Strefa od O do A to strefa sprężysta, w której obowiązuje prawo Hooke'a, w której naprężenia i odkształcenia są proporcjonalne. W tej strefie materiał jest w pełni odzyskiwany po przyłożeniu naprężenia. Punkt A jest znany jako granica proporcjonalności.
W niektórych materiałach krzywa biegnąca od O do A nie jest linią prostą, ale mimo to są one nadal elastyczne. Ważne jest to, że po zaprzestaniu ładowania odzyskują swój pierwotny kształt..
Następnie mamy obszar od A do B, w którym odkształcenie rośnie szybciej wraz z wysiłkiem, pozostawiając oba z nich nieproporcjonalne. Nachylenie krzywej maleje, aw punkcie B staje się poziome.
Od punktu B materiał nie odzyskuje już swojego pierwotnego kształtu i przyjmuje się, że wartość naprężenia w tym punkcie odpowiada granicy plastyczności.
Strefa od B do C nazywana jest strefą plastyczności lub pełzaniem materiału. Tam odkształcenie trwa, mimo że obciążenie nie rośnie. Może nawet spaść, dlatego mówi się, że materiał w tym stanie jest doskonale plastyczny.
W obszarze od C do D następuje utwardzanie odkształceniowe, w którym materiał wykazuje zmiany w swojej strukturze na poziomie molekularnym i atomowym, które wymagają większych wysiłków, aby uzyskać odkształcenia..
Z tego powodu krzywa doświadcza wzrostu, który kończy się po osiągnięciu maksymalnego naprężenia σmax.
Od D do E odkształcenie jest nadal możliwe, ale przy mniejszym obciążeniu. W próbce (probówce) tworzy się rodzaj przerzedzenia tzw zwężenie, co ostatecznie prowadzi do zaobserwowania złamania w punkcie E. Jednak już w punkcie D materiał można uznać za zepsuty.
Granica elastyczna Li materiału to maksymalne naprężenie, które może wytrzymać bez utraty elastyczności. Oblicza się go jako iloraz między wielkością maksymalnej siły F.m i pole przekroju poprzecznego próbki A.
Li = F.m / DO
Jednostki granicy sprężystości w układzie międzynarodowym to N / mdwa o Pa (paskale), ponieważ jest to wysiłek. Granica elastyczności i granica proporcjonalności w punkcie A są bardzo zbliżonymi wartościami.
Ale jak powiedziano na początku, ustalenie ich może nie być łatwe. Granica plastyczności uzyskana z krzywej naprężenie-odkształcenie jest praktycznym przybliżeniem granicy sprężystości stosowanej w inżynierii.
Aby to uzyskać, rysuje się linię równoległą do linii odpowiadającej strefie sprężystej (tej, która jest zgodna z prawem Hooke'a), ale przesuniętej o około 0,2% na skali poziomej lub 0,002 cala na cal odkształcenia..
Linia ta przecina krzywą w punkcie, którego współrzędna pionowa jest pożądaną wartością granicy plastyczności, oznaczoną jako σY, jak pokazano na rysunku 3. Krzywa ta należy do innego ciągliwego materiału: aluminium.
Dwa plastyczne materiały, takie jak stal i aluminium, mają różne krzywe naprężenie-odkształcenie. Na przykład aluminium nie ma w przybliżeniu poziomego przekroju stali, jak w poprzedniej sekcji..
Inne materiały uważane za kruche, takie jak szkło, nie przechodzą przez etapy opisane powyżej. Pęknięcie następuje na długo przed wystąpieniem znacznych odkształceń.
- Rozważane siły w zasadzie nie uwzględniają zmiany, jaka niewątpliwie zachodzi w polu przekroju poprzecznego próbki. Powoduje to mały błąd, który jest korygowany przez narysowanie wykresu rzeczywiste wysiłki, te, które uwzględniają zmniejszenie powierzchni w miarę wzrostu odkształcenia próbki.
- Podane temperatury są normalne. Niektóre materiały są plastyczne w niskich temperaturach, podczas gdy inne kruche zachowują się jak plastyczne w wyższych temperaturach..
Jeszcze bez komentarzy