Mejna napetost: opredelitev in izračun

Vsak material ima številne lastnosti, ki opredelite ga nadaljnje lastnosti. Ena od teh lastnosti je odpornost na mehanske obremenitve, ki se imenuje mejna napetost. Ta izraz se ne nanaša le na lom materiala na mestu loma, temveč tudi na pojav trajne deformacije. Z drugimi besedami, gre za odpornost materiala proti zunanjim silam, ki povzročijo oslabitev njegove trdnosti. V tem članku je pojasnjeno, kaj je stres, kako se izračuna in kako je opredeljen.

Kaj je to??

Natezna trdnost materiala je največja obremenitev, ki deluje na prečni prerez materiala in ki jo material prenese, preden se zlomi ali popolnoma pretrga. Preprosta formula za izračun je naslednja: napetost je enaka sili, deljeni s površino. To načelo temelji na predpostavki, da večja kot je površina, manjša sila je potrebna za sprostitev togosti. Enako velja tudi v obratni smeri. Manjši kot je prečni prerez obdelovanca, večja je sila, ki je potrebna za njegovo lomljenje.

Vendar vrednosti togosti različnih materialov niso enake. Nekateri so krhki, drugi so duktilni. Največja dovoljena obremenitev za vsako od njih se določi z mehanskim preskušanjem. Šteje se, da je rezultat dosežen, ko so na površini vzorca vidni zunanji znaki zloma. To se lahko zgodi v obliki zloma ali zloma. Za slednje se uporablja izraz "meja plastičnosti". Prva kaže na krhkost, druga na duktilnost.

Oba koncepta sta povezana z mejno napetostjo, v katerem Zmanjšana je trdnost materiala. Podrobneje si oglejmo razliko med obema pojmoma.

Napetost in pretočnost

Togost materialov lahko razdelimo na dva pojma: krhkost in plastičnost:

1. Prva predpostavlja, da struktura vzorca odpove že pri majhnih delujočih silah. Elastični materiali se upirajo zunanjim obremenitvam in puščajo le trajno deformacijo v obliki zloma. Iz tega sledi, da je merilo za duktilne komponente upogibanje, saj je pred popolno odpovedjo.
2. Sile, potrebne za upogibanje vzorca, so manjše od sil za zlom. Pri plastičnih delih je torej napetost plastičnosti napetost tečenja. Tudi krhki izdelki imajo mejo plastičnosti, vendar je zanje meja plastičnosti prenizka.

Napetost, ki se pojavi v prerezu vzorca, se imenuje projektna napetost. Podrobneje bo opisan v nadaljevanju.

Formule za izračun napetosti

Izračun mejnih napetosti se opravi po naslednji formuli:

• s = s(pre.) / n.

Kje:

• s je normalna napetost pravokotno na površino izdelka;
• s(predobremenitev) - tangencialna napetost; sklep.) je mejna napetost, ki povzroči popolno porušitev vzorca ali njegovo deformacijo, pri čemer je za duktilne (mehke) materiale ta vrednost napetost plastičnosti, za krhke elemente pa napetost trdnosti;
• n je normalizirani varnostni faktor, ki je potreben za Izravnava začasnih preobremenitev v delovnih konstrukcijah iz tega materiala.

Formula se uporablja za izračun tangencialnih obremenitev:

• t = s / 1 + v.

V njem:

• t je tangencialna napetost;
• v je Poissonovo razmerje, ki velja za material konstrukcije.

Zaključek

Indeks napetosti je pomemben parameter za izračun trdnosti delovnega sklopa. Uporablja se pri načrtovanju nosilnih elementov. Pomaga določiti, v kolikšni meri sestavni del izpolnjuje svojo funkcijo in v kolikšni meri življenjska doba.