A stresstest Det är ett experimentellt test som utförs på ett materialprov för att bestämma hur bra det motstår dragspänningar. Tack vare det är det möjligt att känna till många av materialets mekaniska egenskaper och avgöra om det är lämpligt för en viss design..
Provet är vanligtvis en cylinder som kallas provrör. Detta utsätts för en spänning som består av att applicera två motsatta krafter i ändarna som sträcker stången och deformerar den. Testet fortsätter att utöva ökande ansträngningar tills provet äntligen går sönder.
Notera storleken på krafterna och den deformation som de producerar i provet, från små krafter som inte orsakar permanent deformation, till spänningen som får delen att gå sönder..
Där slutar datainsamlingen och en spännings-töjningsgraf ritas, som ska användas för att analysera beteendet hos material som metaller, keramik, cement, trä och polymerer..
Artikelindex
Experimentet görs med hjälp av specialmaskiner som den som visas i figur 1, som ger nödvändig ansträngning för att ladda och sedan lossa materialet för att utvärdera deformationen..
När det gäller exemplet är det ett rör med ett konstant tvärsnitt, cylindriskt, rektangulärt eller fyrkantigt, vars dimensioner är standardiserade. Ändarna är bredare för att underlätta fastklämning till provhållaren, vilket framgår av figur 2 till vänster.
Den ursprungliga längden Leller Det kalibrerade området mäts och markeras på provröret. Det kläms sedan fast på testmaskinen och testmaskinen börjar..
Material har olika beteenden under stress, vilket visas i följande diagram för vilket stål användes. Krafterna som appliceras på den vertikala axeln betecknas med den grekiska bokstaven σ och belastningen på den horisontella axeln, kallad ε.
Stam har inga dimensioner, eftersom det är kvoten mellan provets längdförändring AL = LF - Leller och den ursprungliga längden. A) Ja:
ε = AL / Leller
För sin del är stressens storlek σ förhållandet mellan kraft och tvärsnitt.
I diagrammet utmärks två viktiga regioner: elastisk zon och plastzon.
När dragspänningen σ är liten är deformationen proportionell, vilket kallas Hookes lag:
σ = Y ε
När ansträngningen upphör återgår kroppen till sina ursprungliga dimensioner. Detta är det elastiska området i färg i figur 3, som sträcker sig till den punkt som kallas proportionalitetsgräns. Fram till det följer materialet Hookes lag.
Proportionalitetskonstanten Y är Youngs modul, materialets egenskaper och som kan bestämmas utifrån spänning och kompressionstest.
Youngs modul har tryckenheter, i det internationella systemet [Y] = N / m ^ 2 = Pa. Töjningen är, som redan nämnts, dimensionell, därför har spänningen σ också kraftdimensioner på grund av enhetens tvärsnittsarea och i SI kommer dess enhet att vara pascal: [σ] = N / m ^ 2 = Pa.
Från proportionalitetsgränsen och ökad stress, går man framåt i ett område där deformationen är reversibel men inte följer Hookes lag. Det slutar vid den punkt från vilken kroppen permanent deformeras, kallas elastisk gräns.
Materialet kommer sedan in i området för plastbeteende. När den elastiska beteendezonen har överskridits, kommer stålet in i området Avkastning eller krypning, där provet deformeras men inte går sönder, även om spänningen förblir konstant vid σY.
När sträckgränsen väl har överskridits ökar deformationen med den pålagda spänningen, men inte längre linjärt..
Materialet genomgår förändringar på molekylär nivå och töjningshärdning sker. Därför ser vi att det krävs ökade ansträngningar för att uppnå en deformation.
Gränsen för denna zon är i sista ansträngningen. Materialet anses vara trasigt vid denna tidpunkt, även om exemplaret fortfarande är i ett stycke. Därifrån reduceras den belastning som krävs för att producera deformation och provet blir gradvis tunnare (förträngning) tills det äntligen spricker (figur 2, höger).
Denna kurva och dess regioner kallas konventionell frakturspänning. Men ovanför är en streckad kurva, kallad sann fraktur stress, som erhålls genom att registrera provets momentana eller sanna längd istället för att arbeta med den ursprungliga längden för att hitta töjningen, som förklaras i början.
Båda kurvorna, den sanna och den konventionella, sammanfaller i zonen med små ansträngningar tills avkastningszonen. I vilket fall som helst förutses att materialet fungerar i det elastiska området för att undvika permanenta deformationer som förhindrar att den tillverkade delen fungerar väl..
Så bland de viktigaste uppgifterna som erhållits från testet är stress σY som definierar den elastiska gränsen.
Materialet som används som modell i ovanstående beskrivning är stål som används i stor utsträckning inom bygg och industri. Men det finns många material som betong, betong, olika metaller, legeringar och trä, som också används i stor utsträckning..
Var och en har en karakteristisk spänning-töjningskurva, och enligt sitt svar på spänning eller dragkraft klassificeras de i två kategorier: sprött eller duktilt..
I följande graf σ kontra ε (stress-belastning) spröda material jämförs (spröd) och duktilt (duktilt), även om det är nödvändigt att klargöra att samma material kan ha ett eller annat svar beroende på faktorer såsom temperatur. Material tenderar att vara spröda vid låga temperaturer.
Den anmärkningsvärda skillnaden mellan de två är att sprött material saknar eller har ett mycket litet utbytesområde. Så snart den elastiska gränsen överskrids bryter provet. Å andra sidan absorberar duktila material mer energi innan de går sönder, eftersom de har en stor plastzon.
Stresstestet är användbart för att klassificera materialet, föredragen enligt applikationen användningen av duktila material, eftersom de absorberar mer energi och kan deformeras långt före sprickbildning.
Det bör också noteras att även om vissa material är spröda under påfrestningar, kan de motstå andra påfrestningar bättre, som vi kommer att se nedan..
-Grått gjutjärn: sprött i spänning, starkare i kompression.
-Brons: duktilt.
-Betong: ömtålig beroende på typ av blandning men mycket motståndskraftig mot kompression. När det kommer att utsättas för spänning kräver det förstärkning med hjälp av stålstänger.
-Trä: beroende på ursprung är det måttligt duktilt.
-Stål: spröd när den innehåller mycket kol.
-Metakrylat: duktilt med ökande temperatur.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.