Jokaisella materiaalilla on joukko ominaisuuksia, jotka määrittävät sen lisäominaisuudet. Yksi näistä ominaisuuksista on mekaanisen rasituksen kestävyys, jota kutsutaan äärijännitykseksi. Tämän käsitteen alla ei ymmärretä vain materiaalin tuhoutumista murtumiskohdassa, vaan myös jäännösmuodonmuutoksen ilmaantumista. Toisin sanoen se on vastatoimia ulkoisille voimille, jotka johtavat voiman heikkenemiseen. Artikkelissa puhutaan siitä, mikä tällainen jännite on, kuinka se lasketaan ja miten se määritetään.
Mikä tämä indikaattori on?
Materiaalin äärimmäinen jännitys on suurin vetolujuus, joka on kohdistettava sen poikkileikkausalueelle ja jota se kestää, kunnes se tuhoutuu tai murtuu kokonaan. Yksinkertainen laskentakaava näyttää tältä: jännitys on yhtä suuri kuin voima jaettuna pinta-alalla. Siitä voidaan nähdä, että mitä suurempi alue, sitä vähemmän voimaa tarvitaan.liittää. Sama on totta ja päinvastoin. Mitä pienempi työkappaleen poikkileikkaus on, sitä enemmän voimaa sen murtamiseen tarvitaan.
Eri materiaalien jäykkyysindeksit eivät kuitenkaan ole samat. Jotkut ovat hauraita, toiset joustavia. Jokaisen suurin sallittu jännitys määritetään mekaanisilla testeillä. Tulos katsotaan saavutetuksi, kun näytteen pinnalle ilmaantuu ulkoisia merkkejä eheyden rikkomisesta. Ne voidaan ilmaista tuhon tai murtuman muodossa. Jälkimmäiselle käytetään termiä "saantopiste". Ensimmäinen puhuu hauraudesta, toinen - plastisuudesta.
Molemmat käsitteet liittyvät äärimmäiseen jännitykseen, jossa materiaalin lujuus katkeaa. Tarkastellaanpa tarkemmin, miten nämä kaksi käsitettä erotetaan toisistaan.
Jännitystä ja sujuvuutta
Materiaalien jäykkyys voidaan jakaa kahteen käsitteeseen, kuten hauraus ja sitkeys:
- Ensimmäinen sisältää näyterakenteen tuhoutumisen jo pienillä vaikuttavilla voimilla. Elastiset materiaalit kestävät ulkoisia iskuja jättäen jäljelle vain jäännösmuodonmuutoksen murtuman muodossa. Tästä seuraa, että muovielementtien haurauden kriteeri on taipuminen, koska se tapahtuu aikaisemmin kuin täydellinen tuhoutuminen.
- Näytettä taivuttaaksesi sinun on tehtävä vähemmän vaivaa kuin rikkoa. Siksi muoviosien lopullinen jännitys on myötölujuus. Myös herkillä tuotteilla on juoksevuutta, mutta tämä indikaattori on liian pieni niille.
Jännite,joka esiintyy näytteen poikkileikkauksessa, kutsutaan laskennaksi. Seuraavaksi tarkastelemme sitä tarkemmin.
Kaavat stressin laskemiseen
Rajajännitysten laskenta suoritetaan seuraavan kaavan mukaan:
s=s(ed.) / n
Missä:
- s - normaali jännitys, joka on suunnattu kohtisuoraan tuotteen pintaan nähden;
- s(ed.) - murtojännitys, joka johtaa näytteen täydelliseen tuhoutumiseen tai sen muodonmuutokseen, ja sitkeillä (pehmeillä) materiaaleilla arvo viittaa myötörajaan ja hauraiden elementtien os alta vetolujuus;
- n - normalisoitu turvakerroin, joka on tarpeen kompensoimaan tästä materiaalista valmistettujen työrakenteiden tilapäisiä ylikuormituksia.
Leikkauskuormien laskemiseksi käytä kaavaa:
t=s / 1 + v
Siinä:
- t - leikkausjännitys;
- v - Poissonin suhde, jota sovelletaan tiettyyn rakennusmateriaaliin.
Johtopäätös
Jännitysindikaattori on tärkeä parametri työrakenteen lujuuden laskennassa. Sitä käytetään kantavien elementtien suunnittelussa. Auttaa määrittämään, missä määrin osa on täyttänyt tehtävänsä ja sen käyttöiän.
