Cedând efort Este definit ca efortul necesar pentru ca un obiect să înceapă să se deformeze permanent, adică să sufere o deformare plastică fără a se rupe sau fractura.
Deoarece această limită poate fi un pic imprecisă pentru unele materiale și precizia echipamentului utilizat este un factor de greutate, în inginerie s-a determinat că tensiunea de curgere în metale precum oțelul structural este una care produce 0,2% deformare permanentă în obiect.
Cunoașterea valorii tensiunii de producție este importantă pentru a ști dacă materialul este adecvat pentru utilizarea pe care doriți să o dați pieselor fabricate cu acesta. Când o piesă a fost deformată dincolo de limita elastică, este posibil să nu poată îndeplini corect funcția dorită și trebuie înlocuită.
Pentru a obține această valoare, testele sunt de obicei efectuate pe probe realizate cu materialul (eprubete sau probe), care sunt supuse la diverse solicitări sau sarcini, în timp ce alungirea sau întinderea pe care o experimentează cu fiecare dintre ele este măsurată. Aceste teste sunt cunoscute sub numele de încercări de tracțiune.
Pentru a efectua un test de tracțiune, începeți prin aplicarea unei forțe de la zero și creșteți treptat valoarea până când proba se sparge..
Indice articol
Perechile de date obținute prin testul de tracțiune sunt reprezentate grafic prin plasarea sarcinii pe axa verticală și deformarea pe axa orizontală. Rezultatul este un grafic ca cel prezentat mai jos (figura 2), numit curba tensiune-deformare pentru material.
Din aceasta sunt determinate multe proprietăți mecanice importante. Fiecare material are propria curbă tensiune-deformare. De exemplu, unul dintre cele mai studiate este oțelul structural, numit și oțel ușor sau cu emisii scăzute de carbon. Este un material utilizat pe scară largă în construcții.
Curba tensiune-deformare are zone distincte în care materialul are un anumit comportament în funcție de sarcina aplicată. Forma lor exactă poate varia considerabil, dar totuși au unele caracteristici comune care sunt descrise mai jos..
Pentru cele ce urmează a se vedea figura 2, care corespunde în termeni foarte generali oțelului structural.
Zona de la O la A este zona elastică, unde este valabilă Legea lui Hooke, în care tensiunea și tensiunea sunt proporționale. În această zonă, materialul este recuperat complet după aplicarea stresului. Punctul A este cunoscut ca limita proporționalității.
În unele materiale, curba care merge de la O la A nu este o linie dreaptă, dar totuși ele sunt încă elastice. Important este că își recapătă forma originală când încetează încărcarea..
Apoi avem regiunea de la A la B, în care deformarea crește mai rapid cu efortul, lăsându-le pe ambele neproporționale. Panta curbei scade și la B devine orizontală.
Din punctul B, materialul nu-și mai recuperează forma inițială și valoarea tensiunii în acel moment este considerată a fi cea a tensiunii de curgere.
Zona de la B la C se numește zona de randament sau fluaj al materialului. Acolo deformarea continuă chiar dacă sarcina nu crește. Ar putea chiar să scadă, de aceea se spune că materialul în această stare este perfect plastic.
În regiunea de la C la D, apare întărirea tulpinii, în care materialul prezintă modificări ale structurii sale la nivel molecular și atomic, care necesită eforturi mai mari pentru a realiza deformări..
Din acest motiv, curba are o creștere care se termină la atingerea stresului maxim σmax.
De la D la E există încă deformări posibile, dar cu o sarcină mai mică. Un fel de subțire se formează în eșantion (eprubetă) numit strictură, ceea ce duce în cele din urmă la observarea fracturii în punctul E. Cu toate acestea, deja la punctul D materialul poate fi considerat a fi rupt.
Limita elastică Lși a unui material este stresul maxim pe care îl poate rezista fără a pierde elasticitatea. Se calculează prin coeficientul dintre magnitudinea forței maxime Fm și aria secțiunii transversale a probei A.
Lși = Fm / LA
Unitățile limitei elastice din sistemul internațional sunt N / mDouă o Pa (Pascals), deoarece este un efort. Limita elastică și limita de proporționalitate la punctul A sunt valori foarte apropiate.
Dar, așa cum am spus la început, este posibil să nu fie ușor să le determinăm. Stresul de randament obținut prin curba tensiune-deformare este aproximarea practică la limita elastică utilizată în inginerie.
Pentru a o obține, o linie este trasată paralel cu linia care corespunde zonei elastice (cea care respectă legea lui Hooke), dar deplasată cu aproximativ 0,2% pe scara orizontală sau 0,002 inch pe inch de deformare..
Această linie se extinde pentru a intersecta curba într-un punct a cărui coordonată verticală este valoarea dorită a tensiunii de randament, notată ca σDa, așa cum se arată în figura 3. Această curbă aparține unui alt material ductil: aluminiu.
Două materiale ductile precum oțelul și aluminiul au curbe diferite de tensiune-deformare. Aluminiu, de exemplu, nu are secțiunea aproximativ orizontală de oțel văzută în secțiunea precedentă..
Alte materiale considerate fragile, cum ar fi sticla, nu trec prin etapele descrise mai sus. Ruptura are loc cu mult înainte de apariția unor deformări apreciabile.
- Forțele luate în considerare în principiu nu iau în considerare schimbarea care are loc fără îndoială în zona secțiunii transversale a specimenului. Acest lucru induce o mică eroare care este corectată prin graficarea eforturi efective, cele care iau în calcul reducerea suprafeței pe măsură ce deformarea specimenului crește.
- Temperaturile luate în considerare sunt normale. Unele materiale sunt ductile la temperaturi scăzute, în timp ce altele fragile se comportă ca ductile la temperaturi mai ridicate..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.