Limitné napätie: definícia a výpočty

Každý materiál má súbor vlastností, ktoré určiť jeho ďalšie charakteristiky. Jednou z týchto vlastností je odolnosť voči mechanickému zaťaženiu, ktoré sa nazýva konečný stres. Týmto pojmom sa rozumie nielen zničenie materiálu v mieste zlomeniny, ale aj výskyt zvyškovej deformácie. Inými slovami, ide o pôsobenie proti vonkajším silám, ktoré vedú k oslabeniu sily. Článok hovorí o tom, čo je také napätie, ako.

Čo je tento ukazovateľ?

Konečným namáhaním materiálu je maximálna sila pri pretrhnutí, ktorá musí pôsobiť na oblasť jeho prierezu, ktorej môže odolávať až do úplného zničenia alebo zlomenia. Jednoduchý výpočtový vzorec vyzerá takto: napätie sa rovná sile vydelenej plochou. Ukazuje, že čím väčšia je plocha, tým menšiu silu musíte použiť. To isté platí a naopak. Čím menší je prierez obrobku, tým väčšie úsilie bude potrebné na jeho zlomenie.

Ukazovatele tuhosti rôznych materiálov však nie sú rovnaké. Niektoré majú krehkosť, iné majú elasticitu. Maximálne prípustné napätie pre každú z nich je určené mechanickými skúškami. Výsledok sa považuje za dosiahnutý, keď sa na povrchu vzorky objavia vonkajšie príznaky narušenia integrity. Môžu byť vyjadrené vo forme deštrukcie alebo zlomeniny. V druhom prípade termín "medza klzu". sa používa, prvý hovorí o krehkosti, druhý o plasticite.

Oba pojmy súvisia s konečným stresom, na ktorom pevnosť materiálu je porušená. Pozrime sa bližšie na to, ako tieto dva pojmy.

Napätie a plynulosť

Tuhosť materiálov možno rozdeliť na dva pojmy, ako je krehkosť a plasticita:

1. Prvá zahŕňa zničenie štruktúry vzorky už s malými pôsobiacimi silami. Elastické materiály odolávajú vonkajším vplyvom a zanechávajú iba zvyškovú deformáciu vo forme zlomeniny. Z toho vyplýva, že pre plastové prvky je kritériom krehkosti ohýbanie, pretože sa vyskytuje skôr ako úplné zničenie.
2. Aby ste mohli vzorku ohnúť, musíte vynaložiť menšie úsilie ako pri trhaní. Preto je pre plastové diely konečným namáhaním medza klzu. Krehké výrobky majú tiež tekutosť, ale tento ukazovateľ je pre nich príliš malý.

Napätie, ktoré sa vyskytuje v priereze vzorky, sa nazýva vypočítané. Ďalej sa na to pozrieme podrobnejšie.

Vzorce na výpočet napätia

Výpočet medzných napätí sa vykonáva podľa tohto vzorca:

• s = S (pre.) / a.

Kde:

• s je normálne napätie nasmerované kolmo na povrch výrobku;
• s (pre.) je konečné napätie, ktoré vedie k úplnému zničeniu vzorky alebo k jej deformácii, a pre plastové (mäkké) materiály hodnota znamená medzu klzu a pre krehké prvky-limit pevnosti;
• n-normalizovaný bezpečnostný faktor, ktorý je potrebné kompenzujte dočasné preťaženie pracovných konštrukcií vyrobených z tohto materiálu.

Na výpočet tangenciálneho zaťaženia sa používa vzorec:

• t = s / 1 + v.

V ňom:

• t-tangenciálny stres;
• v je Poissonov pomer, ktorý sa aplikuje na konkrétny stavebný materiál.

Záver

Index napätia je dôležitým parametrom pre výpočet pevnosti pracovnej štruktúry. Používa sa pri konštrukcii nosných prvkov. Pomáha určiť, do akej miery časť vykonáva svoju funkciu a jej životnosť.