Sự khác biệt chính - Sức mạnh năng suất so với Độ bền kéo

Trong kỹ thuật vật liệu, độ bền chảy và độ bền kéo là hai thuộc tính có thể được sử dụng để đặc trưng cho vật liệu. Các Sự khác biệt chính giữa sức bền chảy và độ bền kéo là cường độ chảy là ứng suất tối thiểu mà vật liệu biến dạng vĩnh viễn, nhưng trái lại độ bền kéo mô tả ứng suất tối đa mà vật liệu có thể xử lý trước khi đứt.

Ứng suất - Đặc tính căng của vật liệu

Khi một vật liệu rắn không chịu bất kỳ ngoại lực nào, tất cả các phân tử tạo nên vật liệu đó đều dao động về vị trí cân bằng. Đây là cấu hình năng lượng thấp nhất cho các phân tử, và nếu chúng bị dịch chuyển ra khỏi vị trí cân bằng của chúng, các phân tử sẽ cố gắng trở lại vị trí cân bằng của chúng. Về mặt kỹ thuật, căng thẳng là một phép đo các lực giữa các phân tử. Nếu vật liệu không bị gia tốc thì lực giữa các phân tử phải được cân bằng bởi ngoại lực tác dụng lên vật liệu. Do đó, chúng ta có thể nhận được chỉ số của ứng suất bằng cách đo các lực bên ngoài tác dụng lên vật thể. Sự căng thẳng (

) tác dụng lên một vật bằng ngoại lực tác dụng lên vật đó chia cho diện tích mặt cắt ngang của mẫu vật liệu.

Khi một vật bị ứng suất, nó sẽ bị biến dạng. Sự căng thẳng, quá tải là một phép đo mang lại thay đổi chiều dài của một đối tượng chia cho chiều dài ban đầu. Căng thẳng thường được ký hiệu

. Nếu chúng ta đặt một mẫu vật liệu vào các mức ứng suất khác nhau, đo các biến dạng tương ứng và sau đó tạo ra một biểu đồ của ứng suất so với biến dạng, thì chúng ta thu được cái được gọi là đường ứng suất biến dạng, là đường cong đặc trưng cho một vật liệu nhất định. Biểu đồ dưới đây cho thấy đường cong ứng suất-biến dạng cho vật liệu dẻo điển hình như thép:

Ứng suất - đường cong biến dạng đối với vật liệu dẻo

Sức mạnh lợi nhuận là gì

Khi ứng suất trên vật liệu tăng từ từ, bạn có thể thấy rằng ứng suất tăng lên theo tỷ lệ ở thời điểm bắt đầu. Nếu lực gây ra ứng suất trên vật liệu bị loại bỏ, thì vật liệu sẽ trở lại hình dạng ban đầu. Khi một vật liệu có thể làm được điều này, chúng tôi nói rằng vật liệu đó đàn hồi (nghĩ về một sợi dây chun). Nếu ứng suất trên vật liệu tiếp tục tăng, thì vật liệu cuối cùng sẽ đạt đến điểm khi vật liệu trở nên biến dạng đến mức, ngay cả khi loại bỏ các lực làm biến dạng, vật liệu vẫn không thể trở lại hình dạng ban đầu. Ứng suất tại đó vật liệu ngừng hoạt động đàn hồi được gọi là sức mạnh năng suất. Khi vật liệu không thể trở lại hình dạng ban đầu, chúng ta nói rằng vật liệu đó nhựa.

Độ bền kéo là gì

Giả sử bạn tiếp tục tăng các lực tác động lên vật liệu ngoài sức bền chảy. Vật liệu tiếp tục biến dạng, và cuối cùng lực giữa các phân tử trở nên không thể chống lại các lực bên ngoài và vật liệu bị vỡ. Ứng suất tối đa mà vật liệu có thể xử lý trước khi đứt được gọi là sức căng hoặc sức mạnh tối thượng.

Khi bạn nhìn vào đường cong ứng suất-biến dạng ở trên, ứng suất dường như giảm khi vật liệu tiếp tục kéo dài. Điều này là do các định nghĩa về ứng suất và biến dạng được sử dụng để vẽ các biểu đồ này không tính đến những thay đổi trong diện tích xảy ra khi các lực tác dụng lên vật liệu. Thay vào đó, ở đây người ta giả định rằng diện tích không đổi. Loại định nghĩa này cho ứng suất không tính đến những thay đổi trong khu vực được gọi là căng thẳng kỹ thuật. Nếu sự thay đổi diện tích được tính đến, thì đường cong ứng suất-biến dạng cho thấy rằng khi vật liệu tiếp tục kéo dài, ứng suất cũng tăng lên. Định nghĩa về ứng suất có tính đến sự thay đổi liên tục trong khu vực được gọi là căng thẳng thực sự.

Sự khác biệt giữa Độ bền năng suất và Độ bền kéo

Sự định nghĩa:

Sức mạnh năng suất là ứng suất làm cho vật liệu mất tính đàn hồi.

Sức căng là ứng suất tối đa mà vật liệu có thể chịu được trước khi đứt.