Wytrzymałość na rozciąganie a granica plastyczności
Wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności to dwa bardzo ważne tematy omawiane w inżynierii i materiałoznawstwie. Wytrzymałość na rozciąganie jest miarą maksymalnego odkształcenia, jakie dany materiał może przyjąć bez przewężenia. Granica plastyczności jest miarą maksymalnej wielkości odkształcenia sprężystego, jakie może przyjąć materiał. Obie te koncepcje są bardzo ważne w takich dziedzinach, jak inżynieria budowlana, inżynieria mechaniczna, materiałoznawstwo i wiele innych. W tym artykule omówimy, czym jest granica plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie, ich definicje, zastosowania granicy plastyczności i wytrzymałości na rozciąganie, podobieństwa między nimi i wreszcie różnicę między granicą plastyczności a wytrzymałością na rozciąganie.
Co to jest wytrzymałość na rozciąganie?
Wytrzymałość na rozciąganie to powszechnie stosowany termin określający najwyższą wytrzymałość na rozciąganie (UTS). Kiedy materiał jest ciągnięty, rozciąga się. Siła, która rozciąga materiał, nazywana jest naprężeniem. Ostateczna wytrzymałość na rozciąganie to maksymalne naprężenie, jakie materiał może wytrzymać przed przewężeniem.
Szyjkowanie to przypadek, w którym przekrój poprzeczny okazu staje się znacznie mały. Można to wyjaśnić za pomocą wiązań międzycząsteczkowych próbki. Kiedy przykłada się naprężenie, międzycząsteczkowe siły przyciągania działają w przeciwnym kierunku, aby zachować kształt próbki. Po zwolnieniu naprężenia próbka całkowicie lub częściowo powraca do stanu początkowego. Kiedy zaczyna się przewężanie, cząsteczki są rozciągane, tak że siły międzycząsteczkowe nie wystarczają do utrzymania ich razem. Powoduje to nagłe obciążenie spowodowane stresem i szyjką.
Wytrzymałość na rozciąganie jest również właściwością materiału. Jest to mierzone w Pascalach, ale w praktyce stosowane są większe jednostki, takie jak Mega Pascal.
Co to jest siła plastyczności?
Kiedy materiał jest rozciągany siłą zewnętrzną, pierwsza część rozciągania jest elastyczna. Jest to znane jako odkształcenie sprężyste. Elastyczna deformacja jest zawsze odwracalna. Po przyłożeniu określonej siły odkształcenie staje się plastyczne. Odkształcenie plastyczne jest nieodwracalne. Punkt, w którym odkształcenie sprężyste staje się odkształceniem plastycznym, jest bardzo ważną właściwością materiału.
Granicę plastyczności definiuje się jako wielkość naprężenia, w którym występuje określona z góry wielkość odkształcenia plastycznego (nieodwracalnego). Jeśli przyłożone naprężenie jest mniejsze niż granica plastyczności, odkształcenie jest zawsze elastyczne.
Granica plastyczności jest zawsze niższa niż ostateczna wytrzymałość na rozciąganie. Oznacza to, że po odkształceniu plastycznym występuje efekt przewężenia. Przewężenie nie jest możliwe w obszarze odkształcenia sprężystego.
Granicę plastyczności można zmierzyć metodami takimi jak metoda dzielnika.
Wytrzymałość na rozciąganie a granica plastyczności
