Wytrzymałość na rozciąganie

Wytrzymałość na rozciąganie R_m to naprężenie odpowiadające największej sile rozciągającej F_m uzyskanej w czasie próby rozciągania, odniesionej do pierwotnego przekroju poprzecznego tej próbki:

[ MPa ]

Na wykresie z próby rozciągania R_m reprezentowane jest przez maksimum krzywej.

wykres naprężeń podczas statycznej próby rozciagania dla materiałów plastycznych

Oznaczenia: F - siła rozciągająca próbkę S0 - przekrój początkowy próbki S - przekroj próbki podczas rozciągania RH - Granica prawa Hooke'a Rsp - Granica sprężystości ReH - Gorna granica sprężystości ReL - Dolna granica sprężystości Rm - Graniczna wytrzymalość na rozciąganie Ru - naprężenie niszczące

• graniczny stan nośności - naprężenia nie mogą przekroczyć wytrzymałości na

• rozciąganie
  

Substancja	Rm [MPa]	δ [%]
Wolfram	1715	2
Brąz berylowy	1000	<50
Diament	1800
Włókno szklane	4000	4
Cyna	14	70
Ołów	14	50
Teflon	20	300
Styropian	0,3
Beton	2-5

gdzie: R_m - wytrzymałość na rozciąganie i δ- względne wydłużenie w chwili zerwania

Wytrzymałość na rozciąganie

Ultimate tensile strength ( UTS ), often shortened to tensile strength ( TS ) or ultimate strength , ^{[ 1 ] [ 2 ]} is the maximum stress that a material can withstand while being stretched or pulled before necking , which is when the specimen's cross-section starts to significantly contract. Wytrzymałość na rozciąganie (UTS), często skracane do wytrzymałości na rozciąganie (TS) lub siły ostateczny, ^{[1] [2]} jest maksymalna podkreślić , że materiał może wytrzymać przy rozciągnięciu lub ciągną przed pieszczoty , który jest przy okaz w przekroju zaczyna znacząco umowy. Tensile strength is the opposite of compressive strength and the values can be quite different. Wytrzymałość na rozciąganie jest przeciwieństwem wytrzymałość na ściskanie i wartości mogą być bardzo różne.

The UTS is usually found by performing a tensile test and recording the stress versus strain ; the highest point of the stress-strain curve is the UTS. UTS jest zwykle znaleźć, przeprowadzając próby rozciągania i nagrywanie stres w porównaniu do szczepu , w najwyższym punkcie krzywej naprężenia-odkształcenie jest UTS. It is an intensive property ; therefore its value does not depend on the size of the test specimen. Jest to intensywne właściwości , dlatego jego wartość nie zależy od wielkości próbki. However, it is dependent on other factors, such as the preparation of the specimen, the presence or otherwise of surface defects, and the temperature of the test environment and material. Jednak jest ono uzależnione od innych czynników, takich jak przygotowanie próbki, obecności lub braku wad powierzchni i temperatury środowiska testowego i materiałów.

Tensile strengths are rarely used in the design of ductile members, but they are important in brittle members. mocne rozciąganie są rzadko stosowane w projektowaniu sferoidalnego członków, ale są one ważne w kruche członków. They are tabulated for common materials such as alloys , composite materials , ceramics , plastics , and wood . Są tabeli wspólnych materiałów, takich jak stopy , materiałów kompozytowych , ceramiki , tworzyw sztucznych i drewna .

Tensile strength is defined as a stress, which is measured as force per unit area . Wytrzymałość jest określana jako stres, który jest mierzona jako siła na jednostkę powierzchni . For some non-nomogenious materials (or for assembled components) it can be reported just as a force or as a force per unit width. Dla niektórych materiałów nie nomogenious (lub montażu elementów) może być zgłoszone tylko jako siła lub jako siła na jednostkę szerokości. In the SI system , the unit is pascal (Pa) or, equivalently, newtons per square metre (N/m˛). W układzie SI jednostka jest pascal (Pa) lub, równoważnie, niutonów na metr kwadratowy (N / m˛). The customary unit is pounds-force per square inch (lbf/in˛ or psi), or kilo-pounds per square inch (ksi), which is equal to 1000 psi; kilo-pounds per square inch are commonly used for convenience when measuring tensile strengths. Zwyczajowo jednostka jest funtów życie na cal kwadratowy (lbf / in ˛ lub psi), lub kilo-funtów na cal kwadratowy (ksi), która jest równa 1000 psi; kilo-funtów na cal kwadratowy są powszechnie stosowane dla wygody podczas pomiaru wytrzymałości na rozciąganie atutów.

Materiały sferoidalnego

Stress vs. Strain curve typical of aluminum Stres vs Strain krzywej typowe aluminium
1. 1. Ultimate strength wytrzymałość Ultimate
2. 2. Yield strength plastyczności
3. 3. Proportional limit stress Proporcjonalna stres limit
4. Fracture 4. Fracture
5. 5. Offset strain (typically 0.2%) szczepu Offset (typowo 0,2%)

Stress vs. strain curve typical of structural steel krzywej Stress vs szczep typowy ze stali konstrukcyjnej
1. 1. Ultimate strength wytrzymałość Ultimate
2. 2. Yield strength plastyczności
3. 3. Fracture Złamanie
4. Strain hardening region 4. Strain utwardzanie regionu
5. 5. Necking region Przewężenie regionie
A: Engineering stress : Stres Engineering
B: True stress B: True stres

Many materials display linear elastic behavior, defined by a linear stress-strain relationship, as shown in the figure up to point 2, in which deformations are completely recoverable upon removal of the load; that is, a specimen loaded elastically in tension will elongate, but will return to its original shape and size when unloaded. Wiele materiałów których elastyczne zachowania, określonego w postaci szczep związek stresu, jak pokazano na rysunku do punktu 2, w których odkształcenia są całkowicie zwrotowi po usunięciu obciążenia, czyli wzór załadowany elastycznie w napięcie będzie wydłużone, , ale zamierza wrócić do swojego pierwotnego kształtu i rozmiaru podczas rozładunku. Beyond this linear region, for ductile materials, such as steel, deformations are plastic . Poza tym liniowy regionu, sferoidalnego materiałów, takich jak stal, zniekształcenia są z tworzywa sztucznego . A plastically deformed specimen will not return to its original size and shape when unloaded. Plastycznie okaz nie powróci do pierwotnego rozmiaru i kształtu po rozładunku. Note that there will be elastic recovery of a portion of the deformation. Pamiętaj, że nie będzie elastyczne odzyskiwanie część odkształcenia. For many applications, plastic deformation is unacceptable, and is used as the design limitation. Dla wielu zastosowań, odkształcenia plastycznego jest nie do zaakceptowania i jest używany jako ograniczenie projektu.

After the yield point, ductile metals will undergo a period of strain hardening, in which the stress increases again with increasing strain, and they begin to neck , as the cross-sectional area of the specimen decreases due to plastic flow. Po granicy plastyczności, metale przejdą okres odkształcenia, w którym stres zwiększa ponownie rosnącej presji, i zaczną szyi , jak powierzchnia przekroju próbki zmniejsza się z powodu plastycznego płynięcia. In a sufficiently ductile material, when necking becomes substantial, it causes a reversal of the engineering stress-strain curve (curve A); this is because the engineering stress is calculated assuming the original cross-sectional area before necking. W materiału ciągliwego w wystarczającym stopniu, gdy staje się znaczne przewężenie, powoduje odwrócenie krzywej inżynieryjno-szczep stres (krzywa A); to dlatego, że stres inżynierii oblicza się przyjmując oryginalny przekrój przed pieszczoty. The reversal point is the maximum stress on the engineering stress-strain curve, and the engineering stress coordinate of this point is the tensile ultimate strength, given by point 1. Punktu zwrotnego jest maksymalny nacisk na techniki krzywej naprężenie-odkształcenie, a stres inżynierii współrzędne tego punktu wytrzymałości na rozciąganie, ponieważ w pkt 1.

The UTS is not used in the design of ductile static members because design practices dictate the use of the yield stress . UTS nie jest wykorzystywana w projektowaniu sferoidalnego statycznych członków, ponieważ praktyki projektowe dyktować wykorzystania plastyczności . It is, however, used to for quality control, because of the ease of testing. Ważne jest jednak, używane do kontroli jakości, ze względu na łatwość testowania. It is also used to roughly determine material types for unknown samples. ^{[ 3 ]} Stosowany jest także w przybliżeniu określić rodzaje materiałów do nieznanych próbek. ^[3]

[ edit ] Brittle materials [ edytuj ] materiały kruche

Brittle materials, such as concrete and carbon fiber , are characterized by failure at small strains. Słabe materiały, takie jak beton i włókna węglowego , charakteryzuje brak w małych szczepów. They often fail while still behaving in a linear elastic manner, and thus do not have a defined yield point. Oni często nie, a jednocześnie zachowuje się w sposób liniowy, elastyczna i tym samym nie mają określoną granicę. Because strains are low, there is negligible difference between the engineering stress and the true stress. Ponieważ szczepy są niskie, nie jest nieznaczna różnica między stres inżynierii i stres prawda. Testing of several identical specimens will result in different failure stresses, this is due to the Weibull Modulus of the brittle material. Testowanie kilku identycznych próbek spowoduje różnych awarii podkreśla, jest to spowodowane Moduł Weibulla z kruchego materiału.

The UTS is a common engineering parameter when design brittle members, because there is no yield point . ^{[ 3 ]} UTS jest wspólnym parametrem podczas projektowania maszyn kruche członków, bo nie ma granicy plastyczności .

Round bar tensile specimen after testing Okrągły bar na rozciąganie próbki po badaniach

Main article: Tensile testing Główny artykuł: badania na rozciąganie

Typically, the testing involves taking a small sample with a fixed cross-section area, and then pulling it with a controlled, gradually increasing force until the sample changes shape or breaks. Zwykle do badania polega na pobraniu małej próbki o stałej powierzchni przekroju, a następnie wyciągając go z kontrolą, życie stopniowo wzrasta aż zmieni się kształt próbki lub przerw.

When testing metals, indentation hardness correlates linearly with tensile strength. Podczas badania metali, twardości koreluje liniowo z wytrzymałością na rozciąganie. This important relation permits economically important nondestructive testing of bulk metal deliveries with lightweight, even portable equipment, such as hand-held Rockwell hardness testers. ^{[ 4 ]} To ważne odniesieniu pozwala ekonomicznie ważnych badań nieniszczących masowych dostaw metalu z lekka, nawet urządzenia przenośne, takie jak ręczne twardość Rockwella testerów. ^[4]

---