Was ist eine Spannungs-Dehnungs-Kurve: Grafik und Typen
Bei der Herstellung eines Bauteils ist das Werkstück verschiedenen Kräften ausgesetzt, wie z. B. Spannung und Dehnung. Diese beiden Begriffe haben eine tiefere Bedeutung, die uns hilft, ihre Bedeutung zu bestimmen.
Wenn Sie auch alles über Spannungs-Dehnungs-Kurven verstehen wollen, finden Sie im folgenden Leitfaden alles. Also, lasst uns lesen.
Was ist Stress?
Spannung ist eine Art von Kraft, die auf ein Material ausgeübt wird. Sie kennzeichnet auch die verschiedenen Arten von Reaktionen, die ein Material zeigen kann, wenn es einer Kraft ausgesetzt ist. Es gibt zwei Arten von Spannungen, die im Folgenden erläutert werden.
Zugspannung
Zugspannung wird auf Materialien ausgeübt, wenn sie gedehnt und in die Länge gestreckt werden. Ein Beispiel ist die Dehnung eines Stabes, um seine Länge zu vergrößern. Bei einer Zugspannung wird das Material von beiden Seiten gezogen.
Druckspannung
Druckspannung wird auf die Materialien ausgeübt, wenn sie zusammengedrückt werden, und durch das Zusammendrücken schrumpft ihre Größe. Die Kraft wird von beiden Seiten gleichermaßen ausgeübt.
Was ist Dehnung?
Unter Dehnung versteht man die Verformung des Werkstücks, die bei Krafteinwirkung auftritt. Die Veränderung der Form und der Abmessungen des Materialien wird durch die auf die Dehnung einwirkende Kraft verursacht. Es gibt zwei Arten von Dehnungen.
Zugdehnung
Bei einer Zugbeanspruchung wird das Material durch den ausgeübten Druck gedehnt, was zu einer Verformung führt.
Druckbedingte Dehnung
Das Material wird auf Druck beansprucht, wodurch es sich auf Druck verformt und seine Größe schrumpft.
Was ist eine Spannungs-Dehnungs-Kurve?
Die Spannungs-Dehnungskurve ist ein Diagramm, das die Veränderung der Spannung bei zunehmender Dehnung zeigt.
Sie wird in der Fertigung sehr häufig eingesetzt, um die Beschaffenheit von Materialien zu verstehen. Es hilft, das Verhalten des Materials zu bestimmen, das aufgrund der Spannung duktil ist.
Spannungs- und Dehnungskurven sind für Materialien gedacht, die spröde und hart sind, aber duktil sein sollten. Unten sehen Sie eine Spannungs-/Dehnungskurve.
Warum ist die Spannungs-Dehnungs-Kurve wichtig?
Die Spannungs-Dehnungs-Kurve ist wichtig, denn sie liefert Ingenieuren die wesentlichen Parameter, die für die Konstruktion erforderlich sind. Dieses Diagramm enthält verschiedene mechanische Eigenschaften wie Streckgrenze, Zähigkeit, Elastizität und Dehnung.
Erläuterung des Spannungs-Dehnungs-Diagramms
Das Spannungs-Dehnungs-Diagramm besteht aus mehreren Elementen, von denen jedes seine Bedeutung hat. Im Folgenden finden Sie einen detaillierten Einblick in jedes dieser Elemente.
Proportionaler Grenzwert
Die Proportionalitätsgrenze ist der Endpunkt des linearen Teils der Kurve; es ist der Elastizitätsmodul, der durch Berechnung der Steigung ermittelt werden kann.
Elastische Grenze
Er stellt den Punkt der elastischen Verformung dar.
Fließgrenze
Die Fließgrenze ist ebenfalls eine Elastizitätsgrenze, aber sie kann berechnet werden.
Ultimativer Stresspunkt
Dies ist die maximale Spannung in der Kurve, nach der die Einschnürung beginnt. Es ist sehr wichtig, sicherzustellen, dass er am Scheitelpunkt der Kurve liegt, da das Material danach brechen kann.
Bruch oder Sollbruchstelle
Die Bruchstelle ist der Punkt auf der Kurve, an dem die Verformung des Materials festgestellt wird und es entweder bricht oder gebrochen ist.
Hookesches Gesetz
Das Hooke'sche Gesetz erklärt das Konzept der Elastizität und wie die Kraft das Objekt entweder zusammendrücken oder ausdehnen kann. Es berücksichtigt die Elastizität um eine bestimmte Strecke, die proportional zur Kraft ist. Je höher die Kraft ist, desto größer ist der Abstand. Die Formel für das Hooke'sche Gesetz ist unten angegeben.
Das Hooke'sche Gesetz besagt, dass bei den meisten Metallen die Längenänderungen umso größer sind, je mehr innere Kraft vorhanden ist. Dies bedeutet, dass Spannung und Dehnung direkt proportional sind. Metalle nur bis zu einem gewissen Grad elastisch sind.
Wie ist das Diagramm zu lesen?
Die Spannungs-Dehnungs-Kurve kann wie unten vorgeschlagen gelesen werden.
- Wählen Sie den Wert der Spannung auf der y-Achse.
- Legen Sie eine horizontale Linie vor der y-Achse an, die diese mit der Kurvenlinie schneidet, und markieren Sie diesen Punkt.
- Ziehen Sie eine senkrechte Linie, dann vom Schnittpunkt zur x-Achse; diese Linien bilden einen rechten Winkel.
- Der im ersten Schritt gewählte Wert der Spannung zeigt, dass die Spannung auf die Verformung des Materials an dem betreffenden Punkt reagiert.
Arten von Stress und Dehnung
Die beiden Arten von Spannung und Dehnung werden im Folgenden erläutert.
Technische vs. echte Spannung und Dehnung
Technische Spannung und Dehnung
Technische Spannungen und Dehnungen helfen dabei, die Werte mit Hilfe des Standard-Zugversuchs zu ermitteln, um eine Vorstellung vom Materialverhalten zu bekommen. Dieser Typ wird auch als Nennspannung und -dehnung bezeichnet. Die Formel für technische Spannungen und Dehnungen lautet wie folgt:
Echte Spannung und Dehnung
Die tatsächliche Spannung und Dehnung ist die wahre Spannung und Dehnung. Sie helfen, die Materialeigenschaften zu verstehen. Um sie zu berechnen, benötigen Sie die aufgebrachte Last, die Messlänge und die Querschnittsfläche. Die folgenden Formeln können zur Berechnung der tatsächlichen Spannung und Dehnung verwendet werden.
Spannungs-Dehnungs-Kurven für verschiedene Materialien
Die Spannungs-/Dehnungskurve gibt Aufschluss darüber, wie sich Materialien verhalten, wenn eine Kraft auf sie einwirkt. Sie hebt mehrere Eigenschaften von Materialbruchstellen, Elastizität und Streckgrenze hervor.
Metalle wie Stahl haben einen linearen elastischen Bereich und sind dehnbar. Polymerehaben dagegen eine nichtlineare Elastizität, die in einer großen Verformung ohne eine bestimmte Fließgrenze besteht.
Glas und Keramik sind spröde und haben eine Stahlkurve mit plötzlichem Bruch. Solche Kurven sollen Ingenieuren helfen, das Material auf der Grundlage der Belastung auszuwählen, die es aushalten kann.
Schlussfolgerung
Die Spannungs-Dehnungs-Kurve spielt eine wichtige Rolle bei der Analyse von Materialien für die Herstellung von Bauteilen. Wir bei DEK Wir analysieren die Spannungs-Dehnungs-Kurve, bevor wir die Bauteile herstellen, damit wir Ihnen die richtigen Materialien liefern können.
