Hvert materiale har et sæt egenskaber, der bestemmer dets yderligere egenskaber. En af disse egenskaber er modstanden mod mekanisk belastning, som kaldes ultimativ belastning. Under dette koncept forstås ikke kun ødelæggelsen af materialet ved brudpunktet, men også udseendet af resterende deformation. Det er med andre ord en modvirkning af ydre kræfter, der fører til en svækkelse af styrke. Artiklen taler om, hvad en sådan spænding er, hvordan den beregnes, og hvordan den bestemmes.
Hvad er denne indikator?
Et materiales ultimative spænding er den maksimale trækstyrke, der skal påføres dets tværsnitsareal, som det kan modstå, indtil det er fuldstændig ødelagt eller brækket. En simpel beregningsformel ser sådan ud: spænding er lig med kraft divideret med areal. Det kan ses af det, at jo større areal, jo mindre kraft er der brug for.vedhæfte. Det samme er sandt og omvendt. Jo mindre tværsnit af emnet er, jo mere kraft vil det tage at bryde det.
Stivhedsindekserne for forskellige materialer er dog ikke de samme. Nogle er skøre, andre er fleksible. Den maksim alt tilladte belastning for hver bestemmes af mekaniske tests. Resultatet anses for at være opnået, når ydre tegn på integritetskrænkelse vises på overfladen af prøven. De kan komme til udtryk i form af ødelæggelse eller brud. For sidstnævnte anvendes udtrykket "flydegrænse". Den første taler om skrøbelighed, den anden - om plasticitet.
Begge koncepter er forbundet med den ultimative spænding, hvor materialets styrke brydes. Lad os overveje mere detaljeret, hvordan disse to begreber skelnes.
Spænding og smidighed
Stivheden af materialer kan opdeles i to begreber, såsom skørhed og duktilitet:
- Den første involverer ødelæggelse af prøvestrukturen allerede ved lave virkende kræfter. Elastiske materialer modstår ydre påvirkninger og efterlader kun resterende deformation i form af et brud. Det følger heraf, at for plastikelementer er skrøbelighedskriteriet bøjning, da det sker tidligere end fuldstændig ødelæggelse.
- For at bøje prøven skal du anstrenge dig mindre end at bryde. For plastdele er den ultimative spænding derfor flydespændingen. Skrøbelige produkter er også flydende, men denne indikator er for lille til dem.
Spænding,som forekommer i prøvens tværsnit kaldes den beregnede. Dernæst vil vi overveje det mere detaljeret.
Formler til beregning af stress
Beregningen af grænsespændinger udføres i henhold til følgende formel:
s=s(forrige) / n
Hvor:
- s - normal spænding rettet vinkelret på produktets overflade;
- s(prev.) - den ultimative spænding, som fører til fuldstændig ødelæggelse af prøven eller til dens deformation, og for duktile (bløde) materialer angiver værdien flydespændingen, og for skøre elementer - den trækstyrke;
- n - normaliseret sikkerhedsfaktor, som er nødvendig for at kompensere for midlertidige overbelastninger på arbejdsstrukturer lavet af dette materiale.
For at beregne forskydningsbelastninger, brug formlen:
t=s / 1 + v
I det:
- t - forskydningsspænding;
- v - Poissons forhold, som anvendes på et specifikt byggemateriale.
Konklusion
Spændingsindikatoren er en vigtig parameter til at beregne styrken af arbejdsstrukturen. Det bruges i design af bærende elementer. Hjælper med at bestemme, i hvilket omfang en del har opfyldt sin funktion og dens levetid.
