Care este unitatea de forță?


Cel mai bun răspuns

Depinde de la ce tip de forță vă referiți. Tracțiunea, randamentul, flexiunea și rezistența la compresiune au unități de forță peste suprafață. Acestea sunt aceleași unități ca presiunea, dar noi o numim stres în contextul științei materialelor. Pascal (Pa) este unitatea standard de solicitare și este egal cu 1 Newton pe metru pătrat.

Rezistența la impact are unități de energie pe lungimea grosimii. Măsoară energia necesară fracturii la o rată mare de deformare. În mod specific, rezistența la impact cuantifică capacitățile de absorbție a energiei la rate de deformare ridicate; comportamentul mecanic al anumitor materiale, în special polimerii, poate varia în funcție de cât de repede aplicăm o forță.

Un alt tip de rezistență, similar rezistenței la impact, este rezistența. Este energia pe unitate de volum absorbită de un material supus tensiunii, de la punctul de aplicare a forței până la fractură. Cu alte cuvinte, este aria totală sub o curbă de tensiune-deformare tehnică.

Inițial, nu este evident că aria de sub curbă are unități de energie pe volum. Trebuie să facem o manipulare a unității înainte ca aceasta să devină evidentă. Reamintim că unitatea standard de stres este un pascal, defalcat ca

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

Strain este modificarea lungimii împărțită la lungimea inițială . Numitorul și numărătorul sunt ambii în metri, care se anulează. Astfel, tulpina este de obicei scrisă ca o cantitate fără unitate; totuși, nimic nu ne împiedică să-l scriem ca \ frac {m} {m}

Unitatea zonei de sub curbă este egală cu produsul stresului și al tensiunii:

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

1 Joule (J) este egal cu 1 Nm, deci

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

Și iată-l

Răspunde

Probabil că ești referindu-se la un test de impact Charpy (sau Izod), unde o probă crestată este fracturată de o greutate oscilantă eliberată de la o anumită înălțime. Acest test îmbunătățește fragilitatea, care are loc atunci când fluxul de plastic este restricționat în măsura în care fractura are loc cu puțină plasticitate (răspunsul lui Felix Chen la De ce materialele fragile au rezistența maximă la tracțiune și nu au rezistență la randament?). În consecință, rezistența crește, deși la cheltuiala ductilității. Astfel, această întrebare poate fi reafirmată de ce testul Charpy exagerează fragilitatea.

Unul dintre motive este că crestătura creează o stare de stres triaxial. Face acest lucru deoarece crestătura ajută la concentrarea stresurilor în mod obișnuit. și că, în dimensiunea grosimii specimenului (paralel cu rădăcina crestăturii), materialul interior este constrâns de la strecurarea pe suprafețele exterioare. scoateți în evidență cele trei tensiuni principale care constituie starea de stres triaxial. Și, prin definiție, pe planurile în care tensiunile principale sunt prezente, tensiunile de forfecare sunt zero. Deoarece dislocările se mișcă ca răspuns doar la solicitări de forfecare (răspunsul lui Felix Chen la Care este mecanismul de alunecare care face ca un metal să fie deformat plastic fără fractură?), Lipsa tensiunilor de forfecare suprimă plasticitatea, astfel încât rezultă fragilitatea. Prin urmare, starea de tensiune triaxială asociat cu crestătura induce fragilitatea.

Celălalt factor care contribuie la fragilitatea testelor crestate este rata ridicată de deformare produsă de ciocanul oscilant care afectează specimenul de testare. La rate de deformare atât de ridicate, luxațiile au mai puțin timp să alunece. Prin urmare, plasticitatea dislocării este limitată, astfel încât fractura cu ductilitate redusă este favorizată, rezultând o fragilitate mai mare.

Rezumând, factorii duali ai unei stări de stres triaxial plus rata de deformare ridicată determină ca testele crestate să manifeste mai multă fragilitate decât găsit în alte teste mecanice.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *