Mez kluzu VS pevnost v tahu: Pochopení klíčových rozdílů: pevnost v tahu.

Co je to pevnost v tahu?

Yield strength, represented by σ y, is the highest stress that a material can endure before permanent deformation. This property measures the ductility of a material. Without reaching this point, however, the material will always return to its original shape after the removal of stress.

Mez kluzu se prokazuje ohýbáním plastického pravítka. Pravítko zpočátku opět získá svou rovinnost. Nicméně nadměrné ohýbání přesahuje mez kluzu, což vede buď k trvalému ohybu, nebo k přetržení. Jinými slovy, průkazné napětí znamená úroveň napětí, při které začíná nevratná změna, jako je tomu u prodloužení o 0,2 %.

V případě, že máte zájem o flexibilitu konstrukcí, jako jsou zavěšené mosty, které se přizpůsobují hmotnosti a větru, je nezbytné vzít v úvahu pevnost v tahu. Jakékoli deformace od tohoto bodu kluzu znamenají, že došlo k selhání, zatímco jiné, jako je pružení zpět do tvaru „U“, jsou dostatečně výhodné, protože vytvářejí konzoly. Od této chvíle jde o pevnost v tahu.

Materiály se při namáhání dostávají do stavu poddajnosti, kdy dochází k obnovitelné až trvalé deformaci. Mez kluzu měřená často v N/m² nebo v pascalech (jednotka meze kluzu) ukazuje, že nad určitou úrovní napětí již nelze změny zvrátit a stávají se nevratnými; ukazuje tedy, kde na diagramu závislosti zatížení na prodloužení při odchylce od úměrnosti začalo praskání.

Jedná se o tzv. mez kluzu, která se určuje tahovou zkouškou pomocí výpočtu meze kluzu. Na zkušebních křivkách se u materiálů, jako jsou některé plasty, projevuje postupné poddajné namáhání, což z nich činí další užitečné měřítko jejich chování. Průkazní napětí/náhodné napětí udává velikost aplikovaného napětí potřebného jen pro minimální trvalou deformaci stanovenou na 0,2 % deformace normalizovanou s ohledem na úvahy pro vzorec meze kluzu.

Když jsou některé látky, jako například kovy, mírně namáhány, získají zpět své původní vlastnosti označované jako pružnost, ale když jsou vytaženy těsně za tuto mez, dochází k jejich trvalému prodloužení nebo deformaci, která se běžně nazývá efekt plasticity. „Probíhá během zkušebních protokolů a představuje ty výpočty, které jsou rozhodující pro určení toho, co představuje mez kluzu.“ Slovo „trvalá“ se používá pro označení trvalých změn, které nezahrnují žádné pružné chování.

Co je pevnost v tahu?

Pevnost v tahu, nazývaná také maximální pevnost v tahu (MTS), označuje maximální napětí, které materiál vydrží v nataženém nebo taženém stavu, než se rozevře nebo přetrhne. Spolu s dalšími vlastnostmi má tato vlastnost velký význam pro odhalení chování materiálů při tahovém zatížení. Může pomoci posoudit vhodnost pro různé aplikace, například ve strojírenství nebo výrobě.

Pevnost v tahu se obvykle měří tahovou zkouškou: při zkoušce se materiál po dosažení nejvyššího přípustného zatížení natáhne až do bodu přetržení a vynese se na křivku napětí-deformace. Maximální bod na této křivce odpovídá pevnosti materiálu v tahu. Ke zjištění pevnosti v tahu lze také použít rovnici sigma = Pf/Ao (signál je pevnost v tahu v N/m2 nebo Pascalech; Pf je zatížení při lomu a Ao je původní plocha průřezu).

Silové namáhání je přidružená vlastnost, která definuje odpor, který zabraňuje tomu, aby se materiál při určitém namáhání rozkmital. Tento bod týkající se meze kluzu je přechodovou oblastí. To znamená, že po odstranění přiloženého napětí již materiál nezůstává v pružném stavu.

Zdlouhavé přehledy pevnosti často zahrnují další označení, včetně pevnosti v lomu, pevnosti při přetržení a napětí při lomu, což jsou alternativní názvy pro jednotku napětí, při níž se těleso rozlomí na dva různé fragmenty.

Znalost těchto vlastností je pro strojírenské a průmyslové díly nezbytná. Ty musí během své životnosti snášet očekávané namáhání. Vlastnosti jsou také klíčové pro výběr materiálů s ohledem na bezpečnost, výkon a proměnlivé podmínky. Například teplota může ovlivnit pevnost materiálů v tahu, jako je měď.

Důkladné srovnání meze kluzu a pevnosti v tahu

Vysvětlení meze pružnosti jemnosti a tažnosti napětí

Mez kluzu udává napětí, které je nutné pro plastickou deformaci. Pevnost v tahu však určuje úroveň napětí, při které síla způsobí porušení materiálu. Mez kluzu je významná u materiálů, které se deformují (ohybem nebo smykem), jako jsou tvárné materiály. Naproti tomu pevnost v tahu je zásadní vlastností u křehkých materiálů, které se velmi snadno lámou.

Deformační a zkušební proces

Za prvé, překročení meze kluzu makroskopických materiálů spouští proces jejich deformace. Poté probíhají zkoušky pevnosti v tahu, které zahrnují deformaci. V případě křehkých materiálů lze pevnost v tahu považovat za mez kluzu a je do značné míry spojena s malou deformací.

Úvahy o materiálech při navrhování

Spolehlivosti při konstrukci konstrukcí z materiálů, které podléhají poddajnosti, se dosahuje upřednostněním deformace v tahu před deformaci v kluzu. Tato vlastnost z nich činí pevné a tvárné materiály, které je možné deformovat relativně velkou silou, než dosáhnou své pevnosti v tahu. Pokud jde o křehké materiály, je hlavním faktorem „pevnost v tahu“.

Analýza namáhání při navrhování

Na rozdíl od pevnosti v tahu, která je jednoosá a zkoumá pouze jednoosé zatížení, se pevnost v tahu studuje pro různé napěťové stavy ve více osách. Jakmile materiály překročí mez kluzu, deformují se, dokud nedosáhnou pevnosti v tahu, která začíná při vyšší číselné hodnotě.

Přesnost měření

Pevnost v tahu je u většiny materiálů včetně oceli náchylná k nepřesným předpovědím. Na druhou stranu, místo toho, aby se pevnost v tahu opět obtížně odhadovala, lze u materiálů, jako je ocel, pevnost v tahu přesně vypočítat. Je nutné znát rozdíly mezi silnými a slabými vlastnostmi. Jejich rozlišování je však prvořadé kvůli praktickým výhodám.

Jak vybrat ideální materiál pro potřeby vašeho projektu？

Při rozhodování o výběru vhodného materiálu pro váš projekt je třeba vzít v úvahu faktory meze kluzu a pevnosti v tahu. Tyto ukazatele ukazují, jak materiál reaguje na tah. Určení toho, kdy a jak tyto ukazatele použít, ovlivňuje bezpečnost projektu a jeho úspěšný výsledek. Někdy je nutné zvážit i mez pevnosti v tahu a mez kluzu.

Posouzení mezních hodnot napětí materiálu

Tuto informaci byste měli znát, protože udává, jakou míru namáhání materiál vydrží, než se zdeformuje nebo zlomí. V takovém prostředí, kde může být minimální až mírné namáhání, lze použít materiály s nižší pevností v tahu a mezí kluzu. U těchto projektů je nejdůležitější vhodnost materiálu, aby vydržel největší zatížení a extrémní namáhání. V důsledku toho by pevnost tohoto materiálu měla převyšovat pevnost působících sil prostředí.

Vyvážení vlastností materiálu

Výběr vhodného materiálu je pro každý projekt klíčový. Mezi nimi je třeba dbát na vyváženost meze kluzu, pevnosti v tahu a dalších detailů. Tato volba ovlivňuje životaschopnost systému, která se projevuje v bezpečnosti a spolehlivosti. Může docházet k prolínání vlivu těchto vlastností na chování materiálů. Znalost těchto korelací proto hraje významnou roli.

Výběr materiálů podle potřeb aplikace.

Na začátku výběru materiálu je podrobná analýza cílů projektu. V úvahu je třeba vzít hmotnost, teplotu a odolnost proti korozi. Sladění s pevností materiálu vůči očekávanému namáhání je zásadním faktorem pro určení optimálního výkonu materiálu.

Faktory ovlivňující výběr materiálu

Při výběru materiálů berte v úvahu různé faktory. Výběr materiálů může být podmíněn náklady, dostupností a možností obrábění Dalším aspektem, který je třeba vzít v úvahu, jsou environmentální charakteristiky místa, kde hodláte technologii používat.

Pevnosti v tahu a v kluzu běžných slitin

Závěr

Výběr správného materiálu zahrnuje hlubokou znalost meze kluzu a pevnosti v tahu. Tyto znalosti zajistí, že váš projekt odolá všem provozním zatížením, čímž se zvýší jeho trvanlivost a výkonnost.

Spolupracujte s námi a získejte odborné poradenství při výběru materiálu, abyste optimalizovali výkon a bezpečnost vašeho projektu. Pojďme společně budovat úspěch!