Každý materiál má súbor vlastností, ktoré určujú jeho ďalšie charakteristiky. Jednou z týchto vlastností je odolnosť voči mechanickému namáhaniu, ktoré sa nazýva konečné napätie. Pod týmto pojmom sa rozumie nielen deštrukcia materiálu v mieste lomu, ale aj vznik zvyškovej deformácie. Inými slovami, ide o protipôsobenie vonkajším silám, ktoré vedú k oslabeniu sily. Článok hovorí o tom, čo také napätie je, ako sa vypočítava a ako sa určuje.
Čo je to za indikátor?
Konečné napätie materiálu je maximálna pevnosť v ťahu, ktorá musí byť aplikovaná na plochu jeho prierezu, ktorej môže odolávať, kým sa úplne nezničí alebo nezlomí. Jednoduchý vzorec pre výpočet vyzerá takto: napätie sa rovná sile delenej plochou. Je z nej vidieť, že čím väčšia plocha, tým menšia sila je potrebná.priložiť. To isté platí a naopak. Čím menší je prierez obrobku, tým väčšia sila bude potrebná na jeho zlomenie.
Indexy tuhosti rôznych materiálov však nie sú rovnaké. Niektoré sú krehké, iné pružné. Maximálne prípustné namáhanie pre každý je určené mechanickými skúškami. Výsledok sa považuje za dosiahnutý, keď sa na povrchu vzorky objavia vonkajšie znaky narušenia integrity. Môžu byť vyjadrené vo forme zničenia alebo zlomeniny. Pre posledne menované sa používa termín "medza klzu". Prvý hovorí o krehkosti, druhý - o plasticite.
Oba koncepty sú spojené s maximálnym namáhaním, pri ktorom sa zlomí pevnosť materiálu. Pozrime sa podrobnejšie na to, ako sa tieto dva pojmy líšia.
Napätie a plynulosť
Tuhosť materiálov možno rozdeliť do dvoch pojmov, ako je krehkosť a ťažnosť:
- Prvý zahŕňa deštrukciu štruktúry vzorky už pri nízkych pôsobiacich silách. Elastické materiály odolávajú vonkajším vplyvom a zanechávajú len zvyškovú deformáciu vo forme lomu. Z toho vyplýva, že pre plastové prvky je kritériom krehkosti ohýbanie, pretože k nemu dochádza skôr ako k úplnému zničeniu.
- Ak chcete vzorku ohnúť, musíte vynaložiť menšie úsilie ako zlomiť. Preto je pre plastové diely konečným napätím medza klzu. Krehké produkty majú tiež tekutosť, ale tento ukazovateľ je pre ne príliš malý.
Napätie,ktorý sa vyskytuje v priereze vzorky sa nazýva vypočítaný. Ďalej to zvážime podrobnejšie.
Vzorce na výpočet stresu
Výpočet medzných napätí sa vykonáva podľa nasledujúceho vzorca:
s=s(predchádzajúca) / n
Kde:
- s - normálne napätie smerujúce kolmo na povrch výrobku;
- s(prev.) - medzné napätie, ktoré vedie k úplnému zničeniu vzorky alebo k jej deformácii, a pre tvárne (mäkké) materiály hodnota znamená medzu klzu a pre krehké prvky - pevnosť v ťahu;
- n - normalizovaný bezpečnostný faktor, ktorý je potrebný na kompenzáciu dočasného preťaženia pracovných konštrukcií vyrobených z tohto materiálu.
Na výpočet šmykového zaťaženia použite vzorec:
t=s / 1 + v
V ňom:
- t - šmykové napätie;
- v – Poissonov pomer, ktorý sa aplikuje na konkrétny konštrukčný materiál.
Záver
Ukazovateľ napätia je dôležitým parametrom na výpočet pevnosti pracovnej konštrukcie. Používa sa pri navrhovaní nosných prvkov. Pomáha určiť, do akej miery diel splnil svoju funkciu a svoju životnosť.
