Határfeszültség: meghatározás és számítások

Minden anyagnak olyan tulajdonságai vannak, amelyek határozza meg További jellemzők. Az egyik ilyen tulajdonság a mechanikai terhelésekkel szembeni ellenállás, amelyet végső stressznek neveznek. Ez a koncepció nemcsak az anyag megsemmisítését jelenti a törés helyén, hanem a maradék deformáció megjelenését is. Más szavakkal, ez a külső erők ellensúlyozása, amely az erő gyengüléséhez vezet. A cikk arról szól, hogy mi az ilyen feszültség, hogyan.

Mi ez a mutató?

Az anyag végső feszültsége az a maximális törőfeszítő erő, amelyet a keresztmetszetének területére kell alkalmazni, amelynek teljes megsemmisüléséig vagy töréséig képes ellenállni. Egy egyszerű számítási képlet így néz ki: a feszültség megegyezik a területtel osztott erővel. Ez azt mutatja, hogy minél nagyobb a terület, annál kevesebb erőt kell alkalmazni. Ugyanez igaz és fordítva. Minél kisebb a munkadarab keresztmetszete, annál több erőfeszítést igényel a törés.

A különböző anyagok merevségi mutatói azonban nem azonosak. Egyesek törékenyek, mások rugalmasak. Az egyes megengedett legnagyobb feszültséget mechanikai vizsgálatokkal határozzák meg. , az eredmény akkor tekinthető elérettnek, ha az integritás megsértésének külső jelei megjelennek a minta felületén. Ezek kifejezhetők megsemmisítés vagy törés formájában. Ez utóbbi esetében a "hozamerősség"kifejezés. használják, az első a törékenységről beszél, a második a plaszticitásról.

Mindkét fogalom a korlátozó feszültséghez kapcsolódik, ahol az anyag szilárdságát megsértik. Vessünk egy közelebbi pillantást arra, hogy ez a két fogalom.

Feszültség és folyékonyság

Az anyagok merevsége két fogalomra osztható, mint például a törékenység és a plaszticitás:

1. Az első magában foglalja a minta szerkezetének megsemmisítését már kis hatású erőkkel. A rugalmas anyagok ellenállnak a külső hatásoknak, így csak a maradék deformáció marad törés formájában. Ebből következik, hogy a műanyag elemek esetében a törékenység kritériuma hajlítás, mivel a teljes megsemmisítésnél korábban fordul elő.
2. A minta hajlításához kevesebb erőfeszítést kell tennie, mint a szakadáshoz. Ezért a műanyag alkatrészek esetében a végső feszültség a folyáshatár. A törékeny termékek is folyékonyak, de ez a mutató túl kicsi számukra.

A minta keresztmetszetében fellépő feszültséget kiszámítjuk. Ezután részletesebben meg fogjuk nézni.

A feszültség kiszámításának képletei

A határfeszültségek kiszámítása a következő képlet szerint történik:

• s = s (határérték.) / n.

Ahol:

• s a termék felületére merőlegesen irányított normál feszültség;
• s (elő.) az a végső feszültség, amely a minta teljes megsemmisítéséhez vagy deformációjához vezet, a műanyag (puha) anyagok esetében pedig az érték a Folyáshatárt, a törékeny elemek esetében pedig a végső szilárdságot jelenti;
• n a normalizált biztonsági határérték, amely szükséges, hogy kompenzálja az ezen anyagból készült munkaszerkezetek ideiglenes túlterhelését.

A képlet a tangenciális terhelések kiszámítására szolgál:

• t = s / 1 + v.

Benne:

• t-tangenciális stressz;
• v A Poisson-arány, amelyet egy adott építőanyagra alkalmaznak.

Következtetés

A stresszindex fontos paraméter a munkaszerkezet szilárdságának kiszámításához. A teherhordó elemek tervezésénél használják. Segít meghatározni, hogy egy rész milyen mértékben látja el funkcióját és annak élettartam.