Bästa svaret
Det beror på vilken typ av styrka du hänvisar till. Drag-, sträckgräns-, böj- och tryckhållfasthet har kraftenheter över ytan. Dessa är samma enheter som tryck, men vi kallar det stress i materialvetenskapens sammanhang. Pascal (Pa) är standardenheten för spänning och är lika med 1 Newton per kvadratmeter.
Slaghållfasthet har enheter enheter per längd tjocklek. Den mäter energin som behövs för sprickor med hög töjningshastighet. Närmare bestämt kvantifierar slagstyrka energiabsorptionsförmågan vid höga töjningshastigheter; det mekaniska beteendet hos vissa material, särskilt polymerer, kan variera beroende på hur snabbt vi applicerar en kraft.
En annan typ av styrka, som liknar slaghållfasthet, är seghet. Det är energin per volymenhet som absorberas av ett material som är utsatt för spänning, från kraftpunkten till brott. Med andra ord är det den totala arean under en ingenjörsspänning-töjningskurva.
Inledningsvis är det inte uppenbart att området under kurvan har energienheter per volym. Vi måste göra viss enhetsmanipulation innan det blir uppenbart. Kom ihåg att standardenheten för stress är en pascal, uppdelad som
Pa = \ frac {N} {m ^ 2}
Stam är längdförändringen dividerad med den ursprungliga längden . Nämnaren och täljaren är båda i meter, som avbryts. Sålunda skrivs stam typiskt som en enhetslös kvantitet; Det finns dock inget som hindrar oss från att skriva det som \ frac {m} {m}
Enheten för området under kurvan är lika med produkten av stress och belastning:
Area = \ frac {N} {m ^ 2} * \ frac {m} {m} = \ frac {Nm} {m ^ 3}
1 Joule (J) är lika med 1 Nm, så
Area = \ frac {J} {m ^ 3}
Och där har du det
Svar
Du är förmodligen med hänvisning till ett slagprov från Charpy (eller Izod), där ett skårat prov bryts av en svängande vikt som frigörs från en viss höjd. Detta test förbättrar sprödheten, som uppstår när plastflödet begränsas i den utsträckning att sprickor uppstår med liten plasticitet (Felix Chens svar på Varför har spröda material den ultimata draghållfastheten och inte ger sträckgräns?). Följaktligen ökar styrkan även om den vid kostnaden för duktilitet. Således kan denna fråga omprövas som varför Charpy-testet överdriver sprödhet.
En anledning är att skåran skapar ett triaxialt spänningstillstånd. och att i provtjocklekens dimension (parallellt med skårans rot) är det inre materialet begränsat från att töjas av de yttre ytorna. (Felix Chens svar på Hur skulle du förklara planstransformation på ett enkelt sätt?) Detta hjälper ta fram de tre huvudspänningarna som utgör det triaxiala spänningstillståndet. Och per definition på plan där huvudspänningarna finns är skjuvspänningarna noll. Eftersom förskjutningar rör sig som svar på endast skjuvspänningar (Felix Chens svar på Vad är glidmekanismen som gör en metall plastiskt deformerad utan brott?), Undertrycker bristande skjuvspänningar plasticitet så att sprödhet uppstår. associerad med skåran inducerar sprödhet.
Den andra faktorn som bidrar till sprödhet av skårade tester är den höga töjningshastighet som produceras av den svängande hammaren som påverkar testprovet. Vid så höga töjningshastigheter har förskjutningar mindre tid att glida Därför är förskjutningens plasticitet begränsad så att fraktur med liten duktilitet gynnas, vilket resulterar i större sprödhet. finns i andra mekaniska tester.