Každý materiál má soubor vlastností, které určují jeho další vlastnosti. Jednou z těchto vlastností je odolnost proti mechanickému namáhání, které se nazývá mezní napětí. Pod tímto pojmem se rozumí nejen destrukce materiálu v místě lomu, ale také vznik zbytkové deformace. Jinými slovy, je to protipůsobení vůči vnějším silám, které vedou k oslabení síly. Článek hovoří o tom, co takové napětí je, jak se počítá a jak se určuje.
Co je tento indikátor?
Konečné napětí materiálu je maximální pevnost v tahu, která musí být aplikována na jeho průřezovou plochu, které může odolávat, dokud není zcela zničen nebo zlomen. Jednoduchý výpočetní vzorec vypadá takto: napětí se rovná síle dělené plochou. Je z něj vidět, že čím větší plocha, tím menší síla je potřeba.připojit. Totéž platí a naopak. Čím menší je průřez obrobku, tím větší sílu bude zapotřebí k jeho zlomení.
Indexy tuhosti různých materiálů však nejsou stejné. Některé jsou křehké, jiné pružné. Maximální dovolené namáhání pro každý je určeno mechanickými zkouškami. Výsledek se považuje za dosažený, když se na povrchu vzorku objeví vnější známky porušení integrity. Mohou být vyjádřeny ve formě destrukce nebo zlomeniny. Pro posledně uvedené se používá termín "mez kluzu". První mluví o křehkosti, druhý - o plasticitě.
Oba koncepty jsou spojeny s konečným napětím, při kterém se pevnost materiálu zlomí. Podívejme se podrobněji na to, jak se tyto dva pojmy rozlišují.
Napětí a plynulost
Tuhost materiálů lze rozdělit do dvou pojmů, jako je křehkost a tažnost:
- První zahrnuje destrukci struktury vzorku již při nízkých působících silách. Elastické materiály odolávají vnějším nárazům a zanechávají pouze zbytkovou deformaci ve formě lomu. Z toho vyplývá, že u plastových prvků je kritériem křehkosti ohýbání, protože k němu dochází dříve než k úplnému zničení.
- Abyste mohli vzorek ohnout, musíte vynaložit menší úsilí, než abyste jej zlomili. Proto je u plastových dílů konečným napětím mez kluzu. Křehké produkty mají také tekutost, ale tento indikátor je pro ně příliš malý.
Napětí,který se vyskytuje v průřezu vzorku se nazývá vypočítaný. Dále to zvážíme podrobněji.
Vzorce pro výpočet napětí
Výpočet mezních napětí se provádí podle následujícího vzorce:
s=s(předchozí) / n
Kde:
- s - normálové napětí směřující kolmo k povrchu výrobku;
- s(prev.) - mezní napětí, které vede k úplné destrukci vzorku nebo k jeho deformaci, a pro tvárné (měkké) materiály hodnota implikuje mez kluzu a pro křehké prvky - pevnost v tahu;
- n - normalizovaný bezpečnostní faktor, který je nutný pro kompenzaci dočasného přetížení na pracovních konstrukcích z tohoto materiálu.
Pro výpočet smykového zatížení použijte vzorec:
t=s / 1 + v
V něm:
- t – smykové napětí;
- v – Poissonův poměr, který je aplikován na konkrétní konstrukční materiál.
Závěr
Ukazatel napětí je důležitým parametrem pro výpočet pevnosti pracovní konstrukce. Používá se při navrhování nosných prvků. Pomáhá určit, do jaké míry díl splnil svou funkci a svou životnost.
