Mi az erő mértéke?


Legjobb válasz

Attól függ, hogy milyen erősségre hivatkozik. A szakító-, a folyás-, a hajlító- és a nyomószilárdság egységnyi erővel rendelkezik a területen. Ezek ugyanazok az egységek, mint a nyomás, de az anyagtudomány összefüggésében stressznek nevezzük. A Pascal (Pa) a standard stressz mértékegysége, és egyenlő 1 Newton négyzetméterenként.

Az ütésállóság energiaegységekkel rendelkezik vastagság hosszában. Nagy törési sebességgel méri a töréshez szükséges energiát. Pontosabban, a becsapódási szilárdság számszerűsíti az energiaelnyelési képességeket nagy igénybevétel mellett; bizonyos anyagok, különösen a polimerek mechanikai viselkedése attól függően változhat, hogy milyen gyorsan fejtünk ki erőt.

A szilárdság egy másik típusa, hasonlóan az ütésállósághoz, a szívósság. Ez a térfogategységre eső energia, amelyet egy feszültségnek kitett anyag vesz fel, az erő alkalmazási pontjától a törésig. Más szavakkal, ez a mérnöki stressz-alakváltozás görbe alatti teljes terület.

Kezdetben nem nyilvánvaló, hogy a görbe alatti terület térfogatra vonatkoztatott energiaegységekkel rendelkezik. El kell végeznünk néhány egységmanipulációt, mielőtt ez nyilvánvalóvá válik. Emlékezzünk vissza, hogy a szokásos stressz mértékegység egy pascal, amely a következő bontásban van:

Pa = \ frac {N} {m ^ 2}

. A nevező és a számláló méterben van megadva, ami törlődik. Így a törzset általában egység nélküli mennyiségként írják; azonban semmi sem akadályozza meg, hogy \ frac {m} {m}

néven írjuk. A görbe alatti terület egysége megegyezik a stressz és a megterhelés szorzatával:

Terület = \ frac {N} {m ^ 2} * \ frac {m} {m} = \ frac {Nm} {m ^ 3}

1 joule (J) egyenlő 1 Nm, tehát

Area = \ frac {J} {m ^ 3}

És megvan

Válasz

Feltehetően te vagy utalva egy Charpy (vagy Izod) ütéstesztre, ahol egy rovátkolt mintát valamilyen magasságból elengedett lengő súly megtör. Ez a teszt fokozza a törékenységet, amely akkor következik be, amikor a műanyag áramlását olyan mértékben korlátozzák, hogy a törés kis plaszticitással fordul elő (Felix Chen válasza: Miért vannak a törékeny anyagoknak a végső szakítószilárdsága és nem a folyási szilárdsága?). Következésképpen a szilárdság nő, bár A rugalmasság költsége. Így ez a kérdés megismételhető, hogy a Charpy-teszt miért fokozza a ridegséget.

Ennek egyik oka, hogy a bevágás háromtengelyű stressz állapotot hoz létre. Ezt azért teszi, mert a bevágás a szokásos módon segíti a stressz koncentrálását és hogy a próbatest vastagsági dimenziójában (a bevágás gyökerével párhuzamosan) a belső anyagot a külső felületek kényszerítik a megerőltetésre. (Felix Chen válasza a Hogyan magyaráznád meg a síkfeszültség átalakulását egyszerű módon?) Ez segít hozza ki a három fő stresszt, amely a triaxiális stressz állapotot alkotja. És definíció szerint azokon a síkokon, ahol a fő feszültségek vannak, a nyírófeszültségek nulla. Mivel a diszlokációk csak a nyírófeszültségek hatására mozognak (Felix Chen válasza a Mi az a csúszási mechanizmus, amely miatt a fém törés nélkül deformálódik plasztikusan?), A nyírófeszültségek hiánya elnyomja a plaszticitást, így a ridegség következik be. A rovátkához társítva törékenységet vált ki.

A rovátkolt vizsgálatok ridegségéhez a másik tényező a lengő kalapács által előidézett nagy alakváltozási ráta, amely hatással van a próbadarabra. Ilyen nagy deformálódási sebesség mellett a diszlokációknak kevesebb ideje csúszni. Ezért a diszlokációs plaszticitás korlátozott, így a kis hajlékonysággal járó töréseket részesítik előnyben, ami nagyobb törékenységet eredményez.

Összefoglalva, a triaxiális stressz állapot és a magas alakváltozási ráta kettős tényezője azt eredményezi, hogy a bevágott tesztek nagyobb törékenységet mutatnak, mint más mechanikai vizsgálatokban megtalálható.

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük