EN stress test Det er en eksperimentel test, der udføres på en prøve af materiale for at bestemme, hvor godt det modstår trækspændinger. Takket være det er det muligt at kende mange af materialets mekaniske egenskaber og afgøre, om det passer til et bestemt design..
Prøven er normalt en cylinder kaldet reagensglas. Dette udsættes for en spænding, der består af at anvende to modsatte kræfter i enderne, der strækker stangen og deformerer den. Testen fortsætter med at øge indsatsen, indtil prøven endelig går i stykker.
Bemærk størrelsen af kræfterne og den deformation, de frembringer i prøven, fra små kræfter, der ikke forårsager permanent deformation, til spændingen, der får delen til at bryde..
Der slutter dataindsamlingen, og der udarbejdes en spændings-belastningsgraf, som skal bruges til at analysere opførslen af materialer som metaller, keramik, cement, træ og polymerer..
Artikelindeks
Eksperimentet udføres ved hjælp af specielle maskiner som den, der er vist i figur 1, som giver den nødvendige indsats for at indlæse og derefter aflaste materialet for at evaluere deformationen..
Hvad angår prøven er det et rør med et konstant tværsnit, cylindrisk, rektangulært eller firkantet, hvis dimensioner er standardiserede. Enderne er bredere for at lette fastspænding til prøveholderen, som det ses i figur 2 til venstre.
Den indledende længde Leller Det kalibrerede område måles og markeres på reagensglas. Derefter fastgøres den til testmaskinen, og testmaskinen begynder..
Materialer har forskellige adfærd under stress, vist i den følgende graf, hvor stål blev brugt. De kræfter, der påføres den lodrette akse, betegnes med det græske bogstav σ og belastningen på den vandrette akse, kaldet ε.
Stamme har ingen dimensioner, da det er kvotienten mellem ændringen i længden af prøven ΔL = LF - Leller og den oprindelige længde. A) Ja:
ε = AL / Leller
For sin del er størrelsen af spændingen σ forholdet mellem kraft / tværsnitsareal.
I grafen skelnes der mellem to vigtige regioner: elastisk zone og plastikzone.
Når trækspændingen σ er lille, er deformationen proportional, hvilket er kendt som Hookes lov:
σ = Y ε
Når indsatsen ophører, vender kroppen tilbage til sine oprindelige dimensioner. Dette er det elastiske område i farve i figur 3, der strækker sig til det kaldte punkt proportionalitetsgrænse. Op til der overholder materialet Hookes lov.
Konstanten af proportionaliteten Y er Youngs modul, karakteristisk for materialet, og som kan bestemmes ud fra spændings- og kompressionstest.
Youngs modul har trykenheder i det internationale system [Y] = N / m ^ 2 = Pa. Stammen er som allerede nævnt dimensioneløs, derfor har spændingen σ også kraftdimensioner på grund af enhedens tværsnitsareal og i SI vil dens enhed være pascal: [σ] = N / m ^ 2 = Pa.
Fra proportionalitetsgrænsen og forøgelse af spændingen skrider man frem i et område, hvor deformationen er reversibel, men ikke overholder Hookes lov. Det ender ved det punkt, hvorfra kroppen er permanent deformeret, kaldet elastisk grænse.
Materialet kommer derefter ind i regionen med plastisk opførsel. Når den elastiske opførselszone er overskredet, kommer stålet ind i området Ydelsesindsats eller krybning, hvor prøven deformeres, men ikke går i stykker, selvom spændingen forbliver konstant ved σY.
Når udbyttezonen er overskredet, øges deformationen med den påførte spænding, men ikke længere på en lineær måde..
Materialet gennemgår ændringer på molekylært niveau, og stivningshærdning opstår. Derfor ser vi, at der er behov for en stigende indsats for at opnå en deformation.
Grænsen for denne zone er i sidste indsats. Materialet betragtes som brudt på dette tidspunkt, selvom prøven stadig er i ét stykke. Derfra reduceres den nødvendige belastning til at frembringe deformation, og prøven bliver gradvist tyndere (strengning) indtil det til sidst brister (figur 2, højre).
Denne kurve og dens regioner kaldes konventionel brudspænding. Men over det er en stiplet kurve kaldet ægte fraktur stress, som opnås ved at registrere den øjeblikkelige eller sande længde af prøven i stedet for at arbejde med den oprindelige længde for at finde stammen, som forklaret i starten.
Begge kurver, den sande og den konventionelle, falder sammen i zonen med mindre indsats indtil udbyttezonen. Under alle omstændigheder forudses det, at materialet fungerer i det elastiske område for at undgå permanente deformationer, der forhindrer en god funktion af den fremstillede del..
Så blandt de vigtigste data opnået fra testen er stress σY som definerer den elastiske grænse.
Materialet, der anvendes som model i ovenstående beskrivelse, er stål, som er meget udbredt i byggeri og industri. Men der er mange materialer såsom beton, beton, forskellige metaller, legeringer og træ, som også bruges i vid udstrækning..
Hver enkelt har en karakteristisk spænding-spændingskurve, og i henhold til dens reaktion på spænding eller trækkraft klassificeres de i to kategorier: sprød eller duktil..
I den følgende graf σ versus ε (stress-belastning) sprøde materialer sammenlignes (skør) og duktilt (duktilt), selvom det er nødvendigt at præcisere, at det samme materiale kan have det ene eller det andet respons afhængigt af faktorer såsom temperatur. Materialer har tendens til at være sprøde ved lave temperaturer.
Den bemærkelsesværdige forskel mellem de to er, at skørt materiale mangler eller har et meget lille udbytteområde. Så snart den elastiske grænse er overskredet, bryder prøven. På den anden side absorberer duktile materialer mere energi, før de går i stykker, fordi de har en stor plastikzone.
Stresstesten er nyttig til at klassificere materialet, idet det foretrækkes i henhold til anvendelsen anvendelsen af duktile materialer, da de absorberer mere energi og er i stand til at deformere længe før brud.
Det skal også bemærkes, at selvom nogle materialer er sprøde under stress, kan de muligvis modstå andre belastninger bedre, som vi vil se nedenfor..
-Gråt støbejern: sprød i spænding, stærkere i kompression.
-Bronze: duktilt.
-Beton: skrøbelig afhængigt af blandingstype, men meget modstandsdygtig over for kompression. Når det skal udsættes for spænding, kræver det forstærkning ved hjælp af stålstænger.
-Træ: afhængigt af oprindelsen er den moderat duktil.
-Stål: skørt, når det er højt kulstofindhold.
-Methacrylat: duktilt med stigende temperatur.
Endnu ingen kommentarer