Qawwa tar-Rendiment vs Qawwa tat-Tensili: Metriċi Ewlenin fil-Mekkanika tal-Materjal
Li tifhem it-termini differenti użati biex tiddefinixxi l-metalli hija essenzjali biex timplimentahom b'mod korrett fil-komponenti tiegħek. Is-saħħa tar-rendiment u s-saħħa tat-tensjoni huma tnejn mill-aktar proprjetajiet fiżiċi importanti, imma x'inhuma dawn iż-żewġ termini u x'inhi d-differenza bejniethom?
Is-saħħa tar-rendiment tirreferi għall-punt li fih materjal jieqaf jiddeforma b'mod elastiku (temporanjament) u jibda jiddeforma plastikament (b'mod permanenti) meta jkun soġġett għall-istress.
Id-deformazzjoni elastika hija meta materjal ikun mgħawweġ, imġebbed, mibrum, jew ikkompressat u mbagħad jirritorna għall-forma oriġinali tiegħu wara li titneħħa t-tagħbija. Id-deformazzjoni tal-plastik hija deformazzjoni permanenti, fejn komponent jew materjal jibdel il-forma wara li tiġi applikata forza.
Is-saħħa tar-rendiment ħafna drabi tintuża biex tiddefinixxi s-saħħa ta 'materjal għaliex, f'ħafna każijiet, ladarba komponent ikun deformat, m'għadux funzjonali. F'termini ta 'proprjetajiet mekkaniċi, is-saħħa tar-rendiment hija waħda mill-aktar proprjetajiet importanti meta tispeċifika materjal għal proġett jew komponent.
X'inhi s-saħħa tat-tensjoni?
Is-saħħa tat-tensjoni, ħafna drabi mqassra bħala UTS, hija miżura ta 'kemm stress jista' jiflaħ materjal qabel ma jitkisser. Għall-azzar, dan huwa tipikament 130-140% tas-saħħa tar-rendiment.
Il-punt UTS mhuwiex il-punt fejn il-materjal jinkiser, iżda pjuttost il-punt fejn ir-razza fil-materjal tinbidel minn deformazzjoni uniformi globali għal deformazzjoni lokalizzata, li timmanifesta bħala tiġbid u tnaqqas tal-komponent (jekk tonqos fit-tensjoni).
X'inhi d-differenza bejn is-saħħa tar-rendiment u s-saħħa tat-tensjoni?
Is-saħħa tar-rendiment hija l-punt li fih materjal jibda jiddeforma plastikament, fis-sens li jgħawweġ jew jinfirex, filwaqt li s-saħħa tat-tensjoni hija l-istress massimu li materjal jista 'jiflaħ.
Filwaqt li ż-żewġ fatturi huma importanti, is-saħħa tar-rendiment tintuża aktar meta tispeċifika materjali għall-komponenti. Dan għaliex ladarba materjal jaqbeż il-punt tad-deformazzjoni tal-plastik, ma jistax jibqa 'jintuża. Komponent iddisinjat sew tipikament ikun enfasizzat biss għal 50% tas-saħħa tar-rendiment tiegħu fis-servizz, skont l-applikazzjoni u l-fattur ta 'sigurtà tagħha.
Is-saħħa tat-tensjoni hija ogħla mis-saħħa tar-rendiment?
F'materjali bħal azzar ħafif, is-saħħa tar-rendiment hija ta 'madwar 30-40% inqas mis-saħħa tat-tensjoni, iżda dan mhux veru għall-metalli kollha. F'materjali fraġli bħall-azzar tal-karbonju għoli, is-saħħa tat-tensjoni hija biss kemmxejn ogħla mill-qawwa tar-rendiment minħabba li l-materjal huwa nieqes mid-duttilità u għalhekk ma jiddeformax ħafna qabel ma jitkisser.
Kif jitkejlu s-saħħa tar-rendiment u s-saħħa tat-tensjoni?
Is-saħħa tat-tensjoni u s-saħħa tar-rendiment huma tensjonijiet ta 'inġinerija mkejla bħala forza għal kull unità ta' żona, ġeneralment f'liri kull pulzier kwadru (PSI) fl-Amerika ta 'Fuq u f'Pascals jew megapascals fis-sistema internazzjonali. Testijiet standardizzati huma komuni, bl-użu ta 'kampjuni ta' test ċatti jew tondi.
Tester idrawliku jew tat-tip bil-kamin jestendi l-kampjun waqt li jirreġistra l-istress u r-razza esperjenzati. Il-biċċa l-kbira tal-metalli omoġenji għandhom relazzjoni lineari ta 'tensjoni-tensjoni sal-punt tas-saħħa tar-rendiment.
X'inhi s-saħħa tar-rendiment ta 'materjali komuni?
Is-saħħa ta 'materjal tiddependi ħafna fuq l-elementi speċifiċi tal-liga li fiha. Hawn xi eżempji ta 'rendiment u saħħiet tat-tensjoni ta' materjali ta 'inġinerija komuni:
| Materjal | Qawwa tar-Rendiment (MPA) | Qawwa tat-tensjoni (MPA) |
|---|---|---|
| Aluminju | 35 | 90 |
| Ram | 69 | 200 |
| Brass | 75 | 300 |
| Azzar b'livell baxx ta 'karbonju | 355 | 490 |
| 1095 azzar b'livell għoli ta 'karbonju | 800 | 1270 |
| 304 Stainless Steel | 241 | 586 |
| Molibdenu | 565 | 655 |
Kif tistgħu taraw, materjali duttili bħall-aluminju u r-ram għandhom vojt kbir bejn ir-rendiment tagħhom u l-vantaġġi tat-tensjoni, filwaqt li materjali fraġli bħal azzar tal-għodda tal-karbonju għoli għandhom l-oppost.
Fatti dwar is-saħħa tat-tensjoni
It-tungstenu għandu l-ogħla saħħa tat-tensjoni tal-metalli kollha, madwar 980 MPa.
Xi metalli duttili ħafna, bħad-deheb, għandhom saħħa tar-rendiment ogħla mis-saħħa tat-tensjoni tagħhom minħabba li għandhom għonqhom fi tensjonijiet aktar baxxi iżda jistgħu jestendu b'mod sinifikanti aktar minn metalli bħall-azzar.
Għalkemm il-ħarir tal-brimba għandu saħħa tat-tensjoni ta '1.5 GPa biss, huwa ħames darbiet aktar b'saħħtu mill-azzar bil-piż.
