Каков Предел упругости?
Предел упругости материала - важное соображение в гражданской, механической, и космической разработке и дизайне. Предел упругости, также называемый пределом текучести, является верхним пределом для напряжения, которое может быть применено к материалу прежде, чем это надолго деформирует. Этот предел измерен в фунтах за квадратный дюйм (psi) или Ньютонов за квадратный метр, также известный как Паскаль (Pa).
Предел упругости является функцией эластичности материала. Эластичность - способность материала возвратиться к его оригинальной форме, или габаритам, после того, как груз или напряжение удален. Все материалы деформируют, когда напряжение или груз будут применены. Деформация - мера количества деформации, которая происходит, когда материал находится в условиях стресса.
Упругая деформация происходит, когда материал подвергнут действию низкого напряжения. Это исчезнет после того, как напряжение удалено, и материал возвратится к его исходному состоянию. Пластическая деформация произойдет в усилиях выше предела упругости. Материал, который испытывает пластическую деформацию, не будет полностью регенерировать и возвращаться к ее оригинальным габаритам после того, как напряжение будет удалено.
Это свойство может быть иллюстрировано, используя пример весны. Если вес будет повешен на один конец весны, с противоположным установленным концом, то это расширит весну. Если небольшое количество веса будет применено и затем удалено, то весна возвратится к ее длине образца до испытания. Если слишком много веса будет применено к весне, то он надолго деформирует и не будет возвращаться к ее длине образца до испытания, когда вес будет удален. Весна подверглась пластической деформации, потому что напряжение, вызванное весом, превысило предел упругости.
У материалов есть измеримая зависимость между примененным напряжением и получающейся деформацией. Эта зависимость может быть изображена в кривой напряжение-деформация. Наклон кривой напряжение-деформация остается постоянным в регионе, где упругая деформация происходит. Предел упругости - пункт, где примененное напряжение вызывает начало остаточной деформации, и наклон изменений кривой напряжение-деформация.
Не у всех материалов есть предел упругости. Податливость - мера количества остаточной деформации перед полным провалом. Податливые материалы, как сталь и латунь, испытают большое количество пластической деформации прежде, чем окончательный отказ произойдет. Хрупкие материалы, как стекло и бетон, покажут небольшую или никакую пластическую деформацию, и полный провал часто немедленно происходит после того, как критическое значение напряжения было достигнуто. Поэтому у хрупких материалов обычно нет предела текучести.