Qual è lo sforzo di incarico e come ottenerlo?

Lui Cedere lo sforzo È definito come lo sforzo necessario affinché un oggetto inizi a deformarsi in modo permanente, cioè che una deformazione plastica sperimenta senza rompere o fratture.

Poiché questo limite può essere un po 'impreciso per alcuni materiali e l'accuratezza dell'attrezzatura utilizzata è un fattore di peso, in ingegneria è stato stabilito che lo sforzo di trasferimento in metalli come l'acciaio strutturale è uno che produce uno 0.2% di deformazione permanente nell'oggetto.

Figura 1. I materiali utilizzati in costruzione sono sottoposti a testare quanto sforzo sono in grado di resistere. Fonte: Pixabay.

Conoscere il valore dello sforzo di resa è importante sapere se il materiale è appropriato per l'uso che si desidera dare alle parti fabbricate con esso. Quando un pezzo si è deformato oltre il limite elastico, potrebbe non essere in grado di eseguire correttamente la funzione a cui era destinato e deve essere sostituito.

Per ottenere questo valore, i test vengono generalmente eseguiti su campioni realizzati con il materiale (campioni o campioni), che sono sottoposti a vari sforzi o carichi, mentre l'allungamento o lo stretching sperimentano con ciascuno. Questi test sono noti come Test di trazione.

Per eseguire un test di trazione, una forza viene avviata da zero e aumenta gradualmente il valore fino a quando il campione non viene rotto.

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Curve di sforzo di sforzo

Le coppie di dati ottenute utilizzando il test di trazione stanno graficando il carico sull'asse verticale e la deformazione nell'asse orizzontale. Il risultato è un grafico come quello mostrato di seguito (Figura 2), chiamato curva di deformazione dello sforzo per il materiale.

Da esso vengono determinate molte importanti proprietà meccaniche. Ogni materiale ha una sua curva di sforzo. Ad esempio, uno dei più studiati è quello dell'acciaio strutturale, chiamato anche acciaio dolce o a basso contenuto di carbonio. È un materiale ampiamente utilizzato nella costruzione.

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La curva di deformazione dello sforzo ha aree distintive in cui il materiale ha un certo comportamento in base al carico applicato. La sua forma esatta può variare considerevolmente, ma tuttavia hanno alcune caratteristiche comuni descritte di seguito.

Per ciò che segue la Figura 2, che corrisponde in termini molto generali all'acciaio strutturale.

figura 2. Curva di deformazione dello sforzo per l'acciaio. Fonte: Hans Topo1993 modificato [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]

Area elastica

L'area che va da o ad A è l'area elastica, dove la legge di Hooke è valida, in cui lo sforzo e la deformazione sono proporzionali. In quest'area il materiale viene completamente recuperato dopo l'applicazione dello sforzo. Il punto A è noto come limite di proporzionalità.

In alcuni materiali la curva che va da o a a non è una linea, ma tuttavia non sono lì per essere elastici. L'importante è che riguadagnino la sua forma originale quando il carico cessa.

Zona elastica-plastica

Quindi abbiamo la regione A a B, in cui la deformazione aumenta più rapidamente con lo sforzo, cessando di essere entrambi proporzionali. La pendenza della curva diminuisce e B diventa orizzontale.

Dal punto B il materiale non recupera più la sua forma originale ed è considerato che il valore dello sforzo a quel punto sia quello dello sforzo di Cedencia.

L'area che da B a C è chiamata area di resa o creep del materiale. Lì la deformazione continua che il carico non sta aumentando. Potrebbe persino diminuire, quindi si dice che il materiale in questa condizione sia Perfettamente in plastica.

Area di plastica e frattura

Nella regione che va da C a D c'è un indurimento per deformazione, in cui il materiale ha alterazioni nella sua struttura a livello molecolare e atomico, che fanno maggiori sforzi per raggiungere le deformazioni necessarie.

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Ecco perché la curva sperimenta una crescita che termina quando si raggiunge il massimo sforzo σ_Max.

Da d a e c'è ancora possibile deformazione ma con meno carico. Una sorta di diradamento si forma nel campione (campione) chiamato rigoroso, che alla fine porta al punto E osservato la frattura. Tuttavia, nel punto D il materiale può essere considerato rotto.

Come ottenere lo sforzo di trasferimento?

Il limite elastico l_E di un materiale è il massimo sforzo che può sopportare senza perdere l'elasticità. È calcolato dal quoziente tra l'entità della forza massima f_M e l'area cross -sezione del campione a.

L_E = F_M / A

Le unità di limite elastico nel sistema internazionale sono N/M² o PA (Pascal) poiché è uno sforzo. Il limite elastico e il limite di proporzionalità nel punto A sono valori molto vicini.

Ma come affermato all'inizio, potrebbe non essere facile determinarli. Lo sforzo di resa ottenuto attraverso la curva di deformazione dello sforzo è l'approccio pratico al limite elastico utilizzato in ingegneria.

Cedencia sforzo dalla curva di deformazione dello sforzo

Per ottenere questo, una linea è tracciata parallela alla linea che corrisponde all'area elastica (che obbedisce alla legge di Hooke) ma ha sfollato circa 0.2% sulla scala orizzontale o 0.002 PLG per informazione in.

Questa linea si estende all'intersezione della curva in un punto la cui coordinata verticale è il valore richiesto dello sforzo di snervamento, indicato come σ_E, Come si può vedere nella Figura 3. Questa curva appartiene a un altro materiale duttile: alluminio.

Può servirti: energia cinetica: caratteristiche, tipi, esempi, eserciziFigura 3. Curva di sforzo - deformazione in alluminio, da cui è determinato lo sforzo di trasferimento nella pratica. Fonte: sé realizzato.

Due materiali duttili come l'acciaio e l'alluminio hanno curve di sforzo diverse. L'alluminio, ad esempio, non presenta la sezione approssimativamente orizzontale dell'acciaio che può essere vista nella sezione precedente.

Altri materiali considerati fragili come il vetro, non passano attraverso le fasi sopra descritte. La rottura si verifica molto prima che si verifichino deformazioni apprezzabili.

Dettagli importanti da prendere in considerazione

- Gli sforzi considerati in linea di principio non tengono conto della modifica che è senza dubbio prodotta nell'area della sezione trasversale del campione. Questo induce un piccolo errore che viene corretto graficando il veri e propri sforzi, Coloro che tengono conto della riduzione dell'area all'aumentare della deformazione del campione.

- Le temperature considerate sono normali. Alcuni materiali duttili a basse temperature cessano di essere, mentre altri fragili si comportano come duttili a temperature più elevate.

Riferimenti

1. Birra, f. 2010. Meccanica dei materiali. McGraw Hill. 5 °. Edizione. 47-57.
2. Ingegneri dei bordi. Forza di snervamento. Recuperato da: Enginesedge.com.
3. SPEGNO DI CREEP. Recuperato da: Instron.com.ar
4. Valera Negrete, J. 2005. Note di fisica generale. UNAM. 101-103.
5. Wikipedia. Strisciamento. Recuperato da: Wikipedia.com