Wat is de sterkte-eenheid?


Beste antwoord

Het hangt af van het type sterkte waarnaar u verwijst. Treksterkte, vloeigrens, buigsterkte en druksterkte hebben eenheden van kracht over het oppervlak. Dit zijn dezelfde eenheden als druk, maar we noemen het stress in de context van materiaalkunde. De Pascal (Pa) is de standaard eenheid van spanning en is gelijk aan 1 Newton per vierkante meter.

De slagsterkte heeft eenheden van energie per dikte. Het meet de energie die nodig is voor breuk bij een hoge reksnelheid. In het bijzonder kwantificeert de slagsterkte het energieabsorptievermogen bij hoge vervormingssnelheden; het mechanische gedrag van bepaalde materialen, vooral polymeren, kan variëren afhankelijk van hoe snel we een kracht uitoefenen.

Een ander type sterkte, vergelijkbaar met slagvastheid, is taaiheid. Het is de energie per volume-eenheid die wordt geabsorbeerd door een materiaal dat onder spanning staat, vanaf het punt waarop de kracht wordt uitgeoefend tot de breuk. Met andere woorden, het is het totale oppervlak onder een technische spanning-rekcurve.

In eerste instantie is het niet duidelijk dat het oppervlak onder de curve heeft energie-eenheden per volume. We moeten een aantal eenheden manipuleren voordat dat duidelijk wordt. Bedenk dat de standaardeenheid van spanning een pascal is, opgesplitst als

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

Stam is de verandering in lengte gedeeld door de oorspronkelijke lengte . De noemer en teller zijn beide in meters, die teniet worden gedaan. Dus stam wordt typisch geschreven als een eenheidloze hoeveelheid; niets houdt ons echter tegen om het te schrijven als \ frac {m} {m}

De eenheid van de oppervlakte onder de curve is gelijk aan het product van spanning en rek:

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

1 Joule (J) is gelijk aan 1 Nm, dus

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

En daar heb je het

Antwoord

Je bent vermoedelijk verwijzend naar een Charpy (of Izod) impacttest, waarbij een gekerfd monster wordt gebroken door een zwaaiend gewicht dat van een bepaalde hoogte wordt losgelaten. Deze test verbetert de broosheid, die optreedt wanneer de plastische stroming zodanig wordt beperkt dat er breuk optreedt met weinig plasticiteit (Felix Chens antwoord op Waarom hebben brosse materialen de ultieme treksterkte en geen vloeigrens?). Bijgevolg neemt de sterkte toe, hoewel bij de kosten van vervormbaarheid. Deze vraag kan dus opnieuw worden geformuleerd als waarom de Charpy-test broosheid overdrijft.

Een reden is dat de inkeping een triaxiale spanningstoestand creëert. Het doet dat omdat de inkeping helpt om spanningen op de gebruikelijke manier te concentreren en dat in de dimensie van de dikte van het monster (parallel aan de wortel van de inkeping) het inwendige materiaal wordt beperkt van spanning door de buitenoppervlakken. (Felix Chens antwoord op Hoe zou je de transformatie van vlakspanning op een eenvoudige manier verklaren?) Dit helpt breng de drie belangrijkste spanningen naar voren die de triaxiale spanningstoestand vormen. En per definitie zijn op vlakken waar de hoofdspanningen aanwezig zijn, de schuifspanningen nul. Aangezien dislocaties alleen bewegen als reactie op schuifspanningen (het antwoord van Felix Chen op Wat is het slipmechanisme dat een metaal plastisch vervormt zonder te breken?), Onderdrukt een gebrek aan schuifspanningen de plasticiteit zodat broosheid ontstaat. Vandaar dat de triaxiale spanningstoestand geassocieerd met de inkeping veroorzaakt broosheid.

De andere factor die bijdraagt ​​aan de broosheid van gekerfde tests is de hoge reksnelheid die wordt geproduceerd door de zwaaiende hamer die het testmonster raakt. Bij zulke hoge reksnelheden hebben dislocaties minder tijd om te glijden . Daarom is de plasticiteit van de dislocatie beperkt, zodat breuken met een lage ductiliteit de voorkeur genieten, wat resulteert in grotere broosheid.

Samenvattend kunnen de dubbele factoren van een triaxiale spanningstoestand plus hoge reksnelheid ervoor zorgen dat getande tests meer broosheid vertonen gevonden in andere mechanische tests.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *