Elk materiaal heeft een reeks eigenschappen die zijn verdere kenmerken bepalen. Een van deze eigenschappen is de weerstand tegen mechanische belasting, ook wel ultieme belasting genoemd. Onder dit concept wordt niet alleen de vernietiging van het materiaal op het breukpunt verstaan, maar ook het optreden van resterende vervorming. Met andere woorden, het is een tegenactie tegen krachten van buitenaf die leiden tot een verzwakking van de kracht. Het artikel gaat over wat zo'n spanning is, hoe het wordt berekend en hoe het wordt bepaald.
Wat is deze indicator?
Ultieme spanning van een materiaal is de maximale treksterkte die moet worden uitgeoefend op zijn dwarsdoorsnede, die het kan weerstaan totdat het volledig is vernietigd of gebroken. Een eenvoudige rekenformule ziet er als volgt uit: spanning is gelijk aan kracht gedeeld door oppervlakte. Hieruit blijkt dat hoe groter het gebied, hoe minder kracht nodig is.vastmaken. Hetzelfde geldt en vice versa. Hoe kleiner de doorsnede van het werkstuk, hoe meer kracht er nodig is om het te breken.
De stijfheidsindexen van verschillende materialen zijn echter niet hetzelfde. Sommige zijn broos, andere zijn flexibel. De maximaal toelaatbare spanning voor elk wordt bepaald door mechanische tests. Het resultaat wordt als bereikt beschouwd wanneer externe tekenen van integriteitsschending op het oppervlak van het monster verschijnen. Ze kunnen worden uitgedrukt in de vorm van vernietiging of breuk. Voor dat laatste wordt de term "vloeipunt" gebruikt. De eerste spreekt van kwetsbaarheid, de tweede - van plasticiteit.
Beide concepten worden geassocieerd met de ultieme spanning waarbij de sterkte van het materiaal wordt verbroken. Laten we in meer detail bekijken hoe deze twee concepten worden onderscheiden.
Spanning en vloeibaarheid
De stijfheid van materialen kan worden onderverdeeld in twee concepten, zoals broosheid en taaiheid:
- De eerste omvat de vernietiging van de monsterstructuur al bij lage werkende krachten. Elastische materialen zijn bestand tegen schokken van buitenaf en laten alleen restvervorming achter in de vorm van een breuk. Hieruit volgt dat voor plastic elementen het criterium van breekbaarheid buiging is, omdat het eerder plaatsvindt dan volledige vernietiging.
- Om het monster te buigen, hoeft u minder moeite te doen dan te breken. Daarom is voor kunststof onderdelen de ultieme spanning de vloeigrens. Kwetsbare producten hebben ook vloeibaarheid, maar deze indicator is te klein voor hen.
Spanning,die in de dwarsdoorsnede van het monster voorkomt, wordt de berekende genoemd. Vervolgens zullen we het in meer detail bekijken.
Formules voor het berekenen van spanning
De berekening van grensspanningen wordt uitgevoerd volgens de volgende formule:
s=s(vorige) / n
Waar:
- s - normale spanning loodrecht op het oppervlak van het product gericht;
- s(prev.) - de ultieme spanning, die leidt tot de volledige vernietiging van het monster of tot zijn vervorming, en voor ductiele (zachte) materialen houdt de waarde de vloeigrens in, en voor brosse elementen - de treksterkte;
- n - genormaliseerde veiligheidsfactor, die nodig is om tijdelijke overbelastingen op werkconstructies van dit materiaal te compenseren.
Gebruik de formule om afschuifbelastingen te berekenen:
t=s / 1 + v
In het:
- t - schuifspanning;
- v - Poisson-verhouding, die wordt toegepast op een specifiek constructiemateriaal.
Conclusie
De spanningsindicator is een belangrijke parameter voor het berekenen van de sterkte van de werkstructuur. Het wordt gebruikt bij het ontwerp van dragende elementen. Helpt te bepalen in hoeverre een onderdeel zijn functie en levensduur heeft vervuld.
