A stresový test Jedná se o experimentální test, který se provádí na vzorku materiálu, aby se zjistilo, jak dobře odolává tahovým napětím. Díky tomu je možné znát mnoho mechanických vlastností materiálu a určit, zda je to vhodné pro konkrétní konstrukci..
Vzorek je obvykle nazýván válec zkumavka. Toto je vystaveno napětí, které spočívá v aplikaci dvou protilehlých sil na koncích, které tyč napínají a deformují. Test nadále vyvíjí stále větší úsilí, dokud se vzorek nakonec nerozbije.
Všimněte si velikosti sil a deformací, které vytvářejí ve vzorku, od malých sil, které nezpůsobí trvalou deformaci, až po napětí, které způsobí zlomení součásti..
Tam sběr dat končí a je sestaven graf napětí-napětí, který bude sloužit k analýze chování materiálů, jako jsou kovy, keramika, cement, dřevo a polymery..
Rejstřík článků
Pokus se provádí pomocí speciálních strojů, jako je ten, který je znázorněn na obrázku 1, které poskytují nezbytné úsilí k naložení a následnému vyložení materiálu k vyhodnocení deformace..
Pokud jde o vzorek, jedná se o trubku s konstantním průřezem, válcovou, obdélníkovou nebo čtvercovou, jejíž rozměry jsou standardizované. Konce jsou širší, aby se usnadnilo upnutí k držáku vzorku, jak je vidět na obrázku 2 vlevo.
Počáteční délka Lnebo Kalibrovaná oblast se měří a označuje na zkumavce. Poté se upne na testovací stroj a testovací stroj začíná..
Materiály mají různé chování při namáhání, což ukazuje následující graf, pro který byla použita ocel. Síly působící na svislou osu jsou označeny řeckým písmenem σ a přetvoření na vodorovné ose zvané ε.
Kmen nemá žádné rozměry, protože je to kvocient mezi změnou délky vzorku ΔL = LF - Lnebo a počáteční délka. A) Ano:
ε = ΔL / Lnebo
Velikost napětí σ je poměrem síla / plocha průřezu.
V grafu jsou rozlišeny dvě důležité oblasti: elastická zóna a plastová zóna.
Když je napětí v tahu σ malé, je deformace proporcionální, což je známé jako Hookeův zákon:
σ = Y ε
Jakmile úsilí přestane, tělo se vrátí do původních rozměrů. Toto je elastická barevná oblast na obrázku 3, která sahá až do volaného bodu limit proporcionality. Až tam se materiál řídí Hookovým zákonem.
Konstanta proporcionality Y je Youngův modul, charakteristika materiálu a kterou lze určit z tahových a tlakových zkoušek.
Youngův modul má jednotky tlaku v mezinárodním systému [Y] = N / m ^ 2 = Pa. Kmen, jak již bylo zmíněno, je bezrozměrný, proto napětí σ má také rozměry síly v důsledku jednotky průřezu a v SI bude jeho jednotkou pascal: [σ] = N / m ^ 2 = Pa.
Od hranice proporcionality a zvyšování napětí postupujeme v oblasti, kde je deformace reverzibilní, ale nedodržuje Hookeův zákon. Končí v bodě, ze kterého je tělo trvale deformováno, tzv mez pružnosti.
Materiál poté vstupuje do oblasti chování plastů. Jakmile je zóna elastického chování překročena, ocel vstupuje do oblasti Výnosové úsilí nebo tečení, při kterém se vzorek deformuje, ale nerozlomí, i když napětí zůstává konstantní na σY.
Jakmile je mez kluzu překročena, deformace se zvyšuje s aplikovaným napětím, ale již ne lineárně..
Materiál prochází změnami na molekulární úrovni a dochází k vytvrzení kmene. Proto vidíme, že k dosažení deformace je třeba zvýšit úsilí.
Limit této zóny je v poslední úsilí. Materiál je v tomto bodě považován za rozbitý, i když je vzorek stále v jednom kuse. Odtud se sníží zatížení potřebné k vytvoření deformace a vzorek postupně zeslábne (striktura) až se nakonec zlomí (obrázek 2, vpravo).
Tato křivka a její oblasti se nazývají konvenční lomové napětí. Ale nad ním je přerušovaná křivka, tzv skutečný lomový stres, který se získá zaznamenáním okamžité nebo skutečné délky vzorku, namísto práce s původní délkou k nalezení kmene, jak je vysvětleno na začátku.
Obě křivky, pravá i konvenční, se shodují v zóně malého úsilí až do zóny výnosu. V každém případě se předpokládá, že materiál pracuje v oblasti pružnosti, aby se zabránilo trvalým deformacím, které brání dobrému fungování vyráběného dílu..
Takže mezi nejdůležitější data získaná z testu patří napětí σY který definuje mez pružnosti.
Materiál použitý jako model ve výše uvedeném popisu je ocel, která je široce používána ve stavebnictví a průmyslu. Existuje však mnoho materiálů, jako je beton, beton, různé kovy, slitiny a dřevo, které se také hojně používají..
Každý z nich má charakteristickou křivku napětí-deformace a podle své reakce na napětí nebo trakci se dělí do dvou kategorií: křehká nebo tvárná..
V následujícím grafu σ proti ε (nervové vypětí) křehké materiály jsou porovnávány (křehký) a tvárné (tvárné), i když je nutné objasnit, že stejný materiál může mít jednu nebo druhou odezvu v závislosti na faktorech, jako je teplota. Materiály mají tendenci být křehké při nízkých teplotách.
Pozoruhodný rozdíl mezi nimi spočívá v tom, že křehkému materiálu chybí nebo má velmi malou oblast výtěžku. Jakmile je překročena mez pružnosti, vzorek se zlomí. Na druhé straně tvárné materiály před rozbitím absorbují více energie, protože mají velkou plastovou zónu.
Zátěžový test je užitečný pro klasifikaci materiálu, přičemž je vhodnější podle použití použití tvárných materiálů, protože absorbují více energie a jsou schopné deformace dlouho před zlomením.
Je třeba také poznamenat, že i když jsou některé materiály pod tlakem křehké, mohou lépe odolávat jiným napětím, jak uvidíme níže..
-Šedá litina: křehký v tahu, silnější v tlaku.
-Bronz: tvárné.
-Beton: křehký v závislosti na typu směsi, ale velmi odolný v tlaku. Pokud má být vystaven napětí, vyžaduje vyztužení pomocí ocelových tyčí.
-Dřevo: v závislosti na původu je mírně tvárná.
-Ocel: křehký, když má vysoký obsah uhlíku.
-Methakrylát: tvárné se zvyšující se teplotou.
Zatím žádné komentáře