Jaki jest wysiłek zadania i jak je uzyskać?

On Daje wysiłek Jest zdefiniowany jako niezbędny wysiłek, aby obiekt może zacząć odkształcić się na stałe, to znaczy, że deformacja plastikowa doświadcza bez łamania lub pęknięcia.

Ponieważ limit ten może być nieco nieprecyzyjny w przypadku niektórych materiałów, a dokładność zastosowanego sprzętu jest współczynnikiem wagowym, w inżynierii ustalono, że wysiłek transferowy w metalach, takich jak stal konstrukcyjna to taki, który wytwarza 0.2% trwałe odkształcenie w obiekcie.

Rysunek 1. Materiały zastosowane w budowie są poddawane testowaniu, ile wysiłku są w stanie się oprzeć. Źródło: Pixabay.

Znajomość wartości wysiłku z wydajności jest ważna, aby wiedzieć, czy materiał jest odpowiedni do użytku, które chcesz nadać częściom wyprodukowanym z nim. Gdy kawałek zdeformuje się poza limitem sprężystości, może nie być w stanie poprawnie wykonywać funkcji, do której był zamierzony i należy go wymienić.

Aby uzyskać tę wartość, testy są zwykle przeprowadzane na próbkach wykonanych z materiału (próbki lub próbki), które są poddawane różnym wysiłkom lub obciążeniom, podczas gdy wydłużanie lub rozciąganie, które doświadczają z każdym. Te testy są znane jako Testy przyczepności.

Aby przeprowadzić test trakcji, siła jest uruchamiana od zera i stopniowo zwiększaj wartość, aż próbka nie zostanie zepsuta.

[TOC]

Krzywe wysiłku

Pary danych uzyskane za pomocą testu trakcji wykresują obciążenie osi pionowej i odkształcenie w osi poziomej. Wynikiem jest wykres taki jak pokazany poniżej (ryc. 2), zwany krzywą deformacji wysiłku dla materiału.

Na podstawie tego określono wiele ważnych właściwości mechanicznych. Każdy materiał ma własną krzywą wysiłku. Na przykład jednym z najczęściej badanych jest stal konstrukcyjna, zwana również stalą słodką lub niską węglową. Jest to materiał szeroko stosowany w budownictwie.

Może ci służyć: światło: historia, natura, zachowanie, propagacja

Krzywa defformacji wysiłku ma charakterystyczne obszary, w których materiał ma pewne zachowanie zgodnie z przyłożonym obciążeniem. Jego dokładna forma może się znacznie różnić, ale mimo to mają pewne wspólne cechy opisane poniżej.

Dla tego, co następuje ryc. 2, co odpowiada bardzo ogólnemu kategorie stali strukturalnej.

Rysunek 2. Krzywa deformacji wysiłku dla stali. Źródło: Zmodyfikowany HANS TOPO1993 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)]

Obszar elastyczny

Obszar przechodzący z lub do A jest obszarem elastycznym, w którym prawo Hooke jest ważne, w którym wysiłek i deformacja są proporcjonalne. W tym obszarze materiał jest w pełni odzyskany po zastosowaniu wysiłku. Punkt A jest znany jako limit proporcjonalności.

W niektórych materiałach krzywa, która wychodzi z O A, nie jest linią, ale mimo to nie są one elastyczne. Ważne jest to, że odzyskują swoją oryginalną formę, gdy obciążenie się ustaje.

Strefa elastyczno-plastyczna

Następnie mamy region od A do B, w którym deformacja wzrasta szybciej wraz z wysiłkiem, przestając być zarówno proporcjonalnym. Nachylenie krzywej maleje, a B staje się poziome.

Od punktu B materiał nie odzyskuje już swojej pierwotnej formy i uważa się, że wartością wysiłku w tym momencie jest wysiłek Cedencia.

Obszar, który od B do C nazywany jest obszarem wydajności lub pełzania materiału. Tam deformacja kontynuuje, że obciążenie nie rośnie. Może nawet zmniejszyć, więc mówi się, że materiał w tym stanie jest Idealnie plastikowy.

Plastikowy obszar i złamanie

W regionie, który przechodzi z C do D, jest stwardnienie przez deformację, w którym materiał ma zmiany w swojej strukturze na poziomie molekularnym i atomowym, które starają się osiągnąć niezbędne deformacje.

Może ci służyć: Moody Schemat: Równania, do czego służy, aplikacje

Dlatego krzywa doświadcza wzrostu, który kończy się przy osiągnięciu maksymalnego wysiłku σ_Max.

Od D do E nadal istnieje możliwe odkształcenie, ale przy mniejszym obciążeniu. W próbie (próbka) powstaje rodzaj przerzedzania ścisły, co w końcu prowadzi do punktu E zaobserwował złamanie. Jednak w punkcie d materiał można uznać za zepsuty.

Jak uzyskać wysiłek transferowy?

Limit sprężysty L_I materiału to maksymalny wysiłek, który może wytrzymać bez utraty elastyczności. Jest obliczany przez iloraz między wielkością maksymalnej siły f_M oraz krzyżowy obszar próbki.

L_I = F_M / DO

Jednostki elastyczne w systemie międzynarodowym to N/M² lub PA (Pascal), ponieważ jest to wysiłek. Limit sprężystości i granica proporcjonalności w punkcie A są bardzo bliskimi wartościami.

Ale jak wspomniano na początku, określenie ich może nie być łatwo. Wysiłek wydajności uzyskany w ramach krzywej deformacji wysiłku jest praktycznym podejściem do elastycznego limitu stosowanego w inżynierii.

Cedencia wysiłek z krzywej deformacji wysiłku

Aby to uzyskać, linia jest narysowana równolegle do linii odpowiadającej obszarowi sprężystości (który jest skonsumowany prawem Hooke'a), ale przemieszcza około 0.2% w skali poziomej lub 0.002 PLG na informacje w.

Ta linia rozciąga się na przecinanie krzywej w punkcie, którego pionowa współrzędna jest poszukiwaną wartością wysiłku wydajności, oznaczonej jako σ_I, Jak widać na rycinie 3. Ta krzywa należy do innego materiału plastycznego: aluminium.

Może ci służyć: energia kinetyczna: cechy, typy, przykłady, ćwiczeniaRysunek 3. Krzywa wysiłku - deformacja aluminium, od której wysiłek transferowy jest określany w praktyce. Źródło: Self Made.

Dwa materiały plastyczne, takie jak stal i aluminium, mają różne krzywe wysiłku. Na przykład aluminium nie przedstawia w przybliżeniu poziomego odcinka stali, którą można zobaczyć w poprzednim odcinku.

Inne materiały uważane za kruche, takie jak szkło, nie przeglądaj etapów opisanych powyżej. Pęknięcie zachodzi na długo przed wystąpieniem znacznych deformacji.

Ważne szczegóły, które należy wziąć pod uwagę

- Wysiłki rozważane w zasadzie nie uwzględniają modyfikacji, która jest niewątpliwie wytwarzana w obszarze przekroju okazu. To indukuje niewielki błąd, który jest korygowany przez wykres wykresu prawdziwe wysiłki, Ci, którzy uwzględniają zmniejszenie obszaru w miarę wzrostu deformacji próbki.

- Rozważane temperatury są normalne. Niektóre materiały plastyczne w niskich temperaturach przestają być, podczas gdy inne delikatne zachowują się jako plastyczne w wyższych temperaturach.

Bibliografia

1. Piwo, f. 2010. Mechanika materiałów. McGraw Hill. 5. Wydanie. 47-57.
2. Inżynierowie krawędzi. Granica plastyczności. Odzyskane z: silniki.com.
3. Wysiłek pełzania. Odzyskane z: instrume.com.ar
4. Valera Negrete, J. 2005. Ogólne uwagi fizyki. Unam. 101-103.
5. Wikipedia. Skradać się. Odzyskane z: Wikipedia.com