Bedste svar
Det afhænger af, hvilken type styrke du henviser til. Træk-, flyde-, bøjnings- og trykstyrke har kraftenheder over arealet. Disse er de samme enheder som tryk, men vi kalder det stress i forbindelse med materialevidenskab. Pascal (Pa) er standardenheden for spænding og er lig med 1 Newton pr. Kvadratmeter.
Slagstyrke har enheder af energi pr. Tykkelseslængde. Den måler den nødvendige energi til brud ved en høj belastningshastighed. Specifikt kvantificerer slagstyrke energiabsorptionsevnen ved høje belastningshastigheder; den mekaniske opførsel af visse materialer, især polymerer, kan variere afhængigt af hvor hurtigt vi anvender en kraft.
En anden type styrke, der ligner slagstyrke, er sejhed. Det er energien pr. Volumen enhed absorberet af et materiale, der er udsat for spænding, fra kraftens anvendelse til brud. Med andre ord er det det samlede areal under en teknisk stress-belastningskurve.
Oprindeligt er det ikke indlysende, at området under kurven har energienheder pr. volumen. Vi er nødt til at foretage en enhedsmanipulation, før det bliver tydeligt. Husk, at standardenheden for stress er en pascal, opdelt som
Pa = \ frac {N} {m ^ 2}
Stamme er ændringen i længde divideret med den oprindelige længde . Nævneren og tælleren er begge i meter, som annullerer. Således er stamme typisk skrevet som en enhedsløs mængde; der er dog intet, der forhindrer os i at skrive det som \ frac {m} {m}
Enheden for området under kurven er lig med produktet af stress og belastning:
Areal = \ frac {N} {m ^ 2} * \ frac {m} {m} = \ frac {Nm} {m ^ 3}
1 Joule (J) er lig med 1 Nm, så
Area = \ frac {J} {m ^ 3}
Og der har du det
Svar
Du formodes sandsynligvis med henvisning til en Charpy (eller Izod) stødtest, hvor en hakprøve brækkes af en svingende vægt frigivet fra en vis højde. Denne test forbedrer skørhed, der opstår, når plastikstrømmen begrænses, i det omfang brud opstår med lidt plasticitet (Felix Chens svar på Hvorfor har skøre materialer den ultimative trækstyrke og ikke giver styrke?). Derfor øges styrken, selvom ved bekostning af duktilitet. Således kan dette spørgsmål gentages som hvorfor Charpy-testen overdriver skørhed.
En af grundene er, at hakket skaber en triaksial stresstilstand. Det gør det, fordi hakket hjælper med at koncentrere spændinger på den sædvanlige måde og at i prøvetykkelsesdimensionen (parallelt med roden af hakket) er det indvendige materiale begrænset fra at belastes af de udvendige overflader. (Felix Chens svar på Hvordan ville du forklare planstransformation på en nem måde?) Dette hjælper bringe de tre hovedspændinger, der udgør den triaksiale spændingstilstand, frem. Og pr. Definition er forskydningsspændingerne nul på plan, hvor hovedspændingerne er til stede. Da forskydninger bevæger sig som reaktion på kun forskydningsspændinger (Felix Chens svar på Hvad er glidemekanismen, der gør et metal plastisk deformeret uden brud?), Undertrykker mangel på forskydningsspænding plasticitet, således at der opnås sprødhed. Derfor triaksial stresstilstand associeret med hakket inducerer skørhed.
Den anden faktor, der bidrager til skørhed af hakede tests, er den høje belastningshastighed, der produceres af den svingende hammer, der påvirker testprøven. Ved så høje belastningshastigheder har forskydninger mindre tid til at glide Derfor er forskydningsplasticitet begrænset, så fraktur med lille duktilitet foretrækkes, hvilket resulterer i større skørhed.
Sammenfattende viser de dobbelte faktorer for en triaksial stresstilstand plus høj belastningshastighed, at hakede tests viser mere skørhed end findes i andre mekaniske tests.