Čvrstoća prinosa vs . Vremenska čvrstoća: Ključni metrici u mehanici materijala

Čvrstoća prinosa vs . Vremenska čvrstoća: Ključni metrici u mehanici materijala

Razumijevanje različitih pojmova koji se koriste za definiranje metala neophodno je za pravilno implementaciju u svojim komponentama . Snaga prinosa i čvrstoća zatezanja su dva od najvažnija fizička svojstva, ali koja su ta dva pojma i koja je razlika između njih?

Snaga prinosa odnosi se na točku u kojoj materijal prestaje elastično deformirati (privremeno) i započinje deformiranje plastično (trajno) kada je podvrgnut stresu .

Elastična deformacija je kada je materijal savijen, ispružen, uvijen ili komprimiran, a zatim se vraća u svoj originalni oblik nakon uklanjanja opterećenja . Plastična deformacija je trajna deformacija, gdje se komponenta ili materijal mijenja oblik nakon što se sila primjenjuje .

Čvrstoća prinosa često se koristi za definiranje čvrstoće materijala, jer u većini slučajeva, nakon što se komponenta deformira, više nije funkcionalna . u smislu mehaničkih svojstava, čvrstoća prinosa je jedno od najvažnijih svojstava kada se navodi materijal za projekt ili komponentu .

Što je vlačna čvrstoća?
Vučna čvrstoća, često skraćena kao UTS, mjera je koliko stresa materijal može izdržati prije nego što je slomio . za čelik, to je obično 130-140% čvrstoće prinosa .

Točka UTS -a nije točka gdje se materijal razbija, već točka gdje se naprezanje u materijalu mijenja od globalne ujednačene deformacije do lokalizirane deformacije, koja se očituje kao istezanje i sužavanje komponente (ako ne uspije u napetosti) .

Koja je razlika između čvrstoće prinosa i vlačne čvrstoće?
Snaga prinosa je točka u kojoj se materijal počinje deformirati plastično, što znači da se savija ili proteže, dok je vlačna čvrstoća maksimalni napon koji materijal može podnijeti .

Iako su oba faktora važna, čvrstoća prinosa se češće koristi kada se određuju materijale za komponente . to je zato što jednom kada materijal premaši točku plastične deformacije, on se više ne može koristiti ., dobro osmišljena komponenta obično se naglašava samo 50% njezine jačine u prinosu i njegovog sigurnosti,

Je li vlačna čvrstoća veća od čvrstoće prinosa?
U materijalima kao što je blagi čelik, čvrstoća prinosa je otprilike 30-40% niža od vlačne čvrstoće, ali to nije točno za sve metale . u krhkim materijalima poput visokog ugljičnog čelika, vlačna čvrstoća je samo nešto veća od čvrstoće prinosa, jer materijalu nema duktilnost i stoga ne deformira mnogo prije nego što se razbija {{2}

Kako se mjere čvrstoća prinosa i vlačna čvrstoća?
Vlačna čvrstoća i čvrstoća prinosa su inženjerski naponi mjereni kao sila po jedinici površine, obično u kilogramima po kvadratnom inču (PSI) u Sjevernoj Americi i u paskalama ili megapaskalama u međunarodnom sustavu . standardizirani testovi su uobičajeni, koristeći uzorke ravnih ili okruglih ispitivanja .

Hydraulic ili vijak testera proteže uzorak tijekom snimanja stresa i naprezanja . Većina homogenih metala ima linearni odnos naprezanja do točke čvrstoće prinosa .

Kolika je čvrstoća prinosa uobičajenih materijala?

Snaga materijala uvelike ovisi o specifičnim legirajućim elementima koje sadrži . Evo nekoliko primjera prinosa i vlačnih snaga uobičajenih inženjerskih materijala:

Kao što vidite, duktilni materijali poput aluminija i bakra imaju veliki jaz između njihovog prinosa i zatezne snage, dok krhki materijali poput čelika s visokim ugljikom imaju suprotno .

Činjenice o vlačnoj čvrstoći
Volfram ima najveću vlačnu čvrstoću svih metala, oko 980 MPa .

Neki vrlo duktilni metali, poput zlata, imaju čvrstoću prinosa veću od svoje zatezne čvrstoće jer se vrate pri nižim naponima, ali mogu se pružiti značajno više od metala poput čelika .

Iako Spider Silk ima zateznu čvrstoću od samo 1 . 5 GPa, pet puta je jača od čelika po težini.