Rezistența limită: definiție și calcul

Fiecare material are un set de proprietăți care definiți-o alte proprietăți. Una dintre aceste calități este rezistența la solicitări mecanice, care se numește tensiune de rupere. Aceasta nu este înțeleasă doar ca o cedare a materialului în punctul de rupere, ci și ca o apariție a unei deformări reziduale. Cu alte cuvinte, este rezistența la forțele externe care determină slăbirea rezistenței. Articolul explică ce este această tensiune, cum se calculează și cum se definește.

Ce este acest indicator??

Rezistența la tracțiune a unui material este valoarea maximă a sarcinii de rupere care poate fi aplicată pe suprafața secțiunii sale transversale și la care acesta va rezista până când se rupe sau se rupe complet. Formula simplă de calcul este: tensiunea este egală cu forța împărțită la suprafață. Aceasta arată că, cu cât suprafața este mai mare, cu atât este mai mică forța care trebuie aplicată. Inversul este, de asemenea, adevărat. Cu cât secțiunea transversală a piesei este mai mică, cu atât mai mare este forța necesară pentru a o rupe.

Cu toate acestea, valorile de rigiditate ale diferitelor materiale nu sunt identice. Unele sunt fragile, altele sunt ductile. Tensiunea maximă admisibilă pentru fiecare dintre ele este determinată prin teste mecanice. Se atinge punctul în care specimenul prezintă semne exterioare de rupere. Se poate exprima sub forma unei defecțiuni sau a unei fracturi. Aceasta din urmă este denumită "limita de curgere". Primul indică fragilitate, al doilea ductilitate.

Ambele concepte sunt legate de tensiunea de rupere, unde rezistența materialului este afectată. Să vedem diferența dintre aceste două concepte mai în detaliu.

Tensiune și ductilitate

Rigiditatea materialelor poate fi împărțită în două concepte, fragilă și ductilă:

1. Prima implică distrugerea structurii epruvetei deja la forțe de acțiune reduse. Materialele elastice rezistă la sarcini exterioare, lăsând doar o deformare reziduală sub forma unei fracturi. Rezultă că criteriul de ductilitate în cazul componentelor din plastic este încovoierea, deoarece aceasta apare mai devreme decât cedarea totală.
2. Este necesară o forță mai mică pentru a îndoi epruveta decât pentru a o rupe. Prin urmare, pentru piesele din plastic, limita de curgere este limita de curgere. Produsele fragile au, de asemenea, fluiditate, dar pentru acestea indicele este prea mic.

Tensiunea care apare în secțiunea transversală a epruvetei se numește tensiune de calcul. Acesta va fi descris mai detaliat în cele ce urmează.

Formule de calcul al tensiunii

Calculul tensiunilor de rupere se efectuează cu ajutorul următoarei formule

• s = s(pre.) / n.

Unde

• s este tensiunea normală perpendiculară pe suprafața piesei de prelucrat;
• s(pre.) este tensiunea de rupere care provoacă ruperea sau deformarea completă a epruvetei, iar pentru materialele ductile (moi) valoarea implică limita de curgere, iar pentru elementele fragile valoarea implică rezistența la tracțiune;
• n este un factor de siguranță normalizat, care este necesară pentru compensarea suprasarcinilor temporare pe structurile de lucru din acest material.

Formula este utilizată pentru a calcula tensiunile tangențiale:

• t = s / 1 + v.

În ea:

• t este tensiunea tangențială;
• v este raportul Poisson, care se aplică unui anumit material de construcție.

Concluzie

Indicele de stres este un parametru important pentru calcularea rezistenței unei structuri de lucru. Se utilizează la proiectarea elementelor de susținere. Ajută la determinarea gradului în care o piesă își îndeplinește funcția și a gradului de durata de viață.