Jedes Material hat eine Reihe von Eigenschaften, die seine weiteren Eigenschaften bestimmen. Eine dieser Eigenschaften ist die Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchung, die als Bruchlast bezeichnet wird. Unter diesem Begriff versteht man nicht nur die Zerstörung des Materials an der Bruchstelle, sondern auch das Auftreten von Restverformungen. Mit anderen Worten, es ist eine Gegenwirkung auf äußere Kräfte, die zu einer Schwächung der Kräfte führen. Der Artikel spricht darüber, was eine solche Spannung ist, wie sie berechnet und bestimmt wird.
Was ist dieser Indikator?
Die Höchstspannung eines Materials ist die maximale Zugfestigkeit, die auf seine Querschnittsfläche ausgeübt werden muss, der es widerstehen kann, bis es vollständig zerstört oder gebrochen ist. Eine einfache Berechnungsformel sieht so aus: Spannung ist gleich Kraft geteilt durch Fläche. Daraus ist ersichtlich, dass je größer die Fläche ist, desto weniger Kraft benötigt wird.anfügen. Dasselbe gilt und umgekehrt. Je kleiner der Querschnitt des Werkstücks ist, desto mehr Kraft wird benötigt, um es zu brechen.
Die Steifigkeitsindizes verschiedener Materialien sind jedoch nicht gleich. Einige sind spröde, andere sind flexibel. Die jeweils maximal zulässige Spannung wird durch mechanische Tests bestimmt. Das Ergebnis gilt als erreicht, wenn äußere Anzeichen einer Integritätsverletzung auf der Oberfläche der Probe erscheinen. Sie können sich in Form von Zerstörung oder Bruch äußern. Für letzteres wird der Begriff "Streckgrenze" verwendet. Der erste spricht von Zerbrechlichkeit, der zweite von Plastizität.
Beide Konzepte sind mit der Höchstspannung verbunden, bei der die Festigkeit des Materials gebrochen wird. Betrachten wir genauer, wie diese beiden Konzepte unterschieden werden.
Spannung und Flüssigkeit
Die Steifigkeit von Materialien kann in zwei Konzepte wie Sprödigkeit und Duktilität unterteilt werden:
- Der erste beinh altet die Zerstörung der Probenstruktur bereits bei geringen einwirkenden Kräften. Elastische Materialien widerstehen äußeren Stößen und hinterlassen nur eine Restverformung in Form eines Bruchs. Daraus folgt, dass bei Kunststoffelementen das Kriterium der Zerbrechlichkeit die Biegung ist, da diese früher eintritt als die vollständige Zerstörung.
- Um die Probe zu biegen, müssen Sie sich weniger anstrengen als zu brechen. Daher ist bei Kunststoffteilen die Bruchspannung die Streckgrenze. Zerbrechliche Produkte haben auch eine Fließfähigkeit, aber dieser Indikator ist zu klein für sie.
Spannung,die im Querschnitt der Probe auftritt, wird als berechnet bezeichnet. Als nächstes werden wir es genauer betrachten.
Formeln zur Stressberechnung
Die Berechnung der Grenzspannungen erfolgt nach folgender Formel:
s=s(vorher) / n
Wo:
- s - senkrecht zur Oberfläche des Produkts gerichtete Normalspannung;
- s(prev.) - die Bruchspannung, die zur vollständigen Zerstörung der Probe oder zu ihrer Verformung führt, und für duktile (weiche) Materialien impliziert der Wert die Streckgrenze und für spröde Elemente - die Zugfestigkeit;
- n - normalisierter Sicherheitsfaktor, der erforderlich ist, um vorübergehende Überlastungen an Arbeitskonstruktionen aus diesem Material auszugleichen.
Um Scherlasten zu berechnen, verwenden Sie die Formel:
t=s / 1 + v
darin:
- t - Schubspannung;
- v - Querkontraktionszahl, die auf ein bestimmtes Baumaterial angewendet wird.
Schlussfolgerung
Der Belastungsindikator ist ein wichtiger Parameter zur Berechnung der Festigkeit der Arbeitsstruktur. Es wird bei der Konstruktion von tragenden Elementen verwendet. Hilft festzustellen, inwieweit ein Teil seine Funktion und seine Lebensdauer erfüllt hat.
