Kekuatan Tegangan vs Kekuatan Hasil – Menganalisis Perbezaan
Kekuatan tegangan dan kekuatan hasil adalah dua istilah yang berbeza. Walau bagaimanapun, mengetahui masa untuk menentukan setiap pembolehubah dan mengapa ia penting adalah penting.
Itulah yang akan kami fokuskan dalam artikel ini.
Apakah Kekuatan Tegangan?
Kekuatan tegangan ialah jumlah daya yang boleh ditahan oleh bahan sebelum mula pecah. Biasanya, kami memeriksa ini apabila anda mengenakan bahan kepada daya regangan, dengan menggunakan penguji kekuatan dawai logam .
Maksudnya, ia adalah titik pada lengkung tegasan-terikan di mana bahan sampai ke titik paling jauh di mana ia boleh menahan ketegangan.
Unit ukuran ialah:
- Megapascals(MPa)
- Paun setiap inci persegi (Psi)
Unit ini adalah berdasarkan daya setiap kawasan.
Lebih penting lagi, sifat ini penting dalam aplikasi di mana bahan tertakluk kepada daya tarikan atau regangan.
Apakah Kekuatan Hasil?
Pada kekuatan hasil, semua bahan berhenti menjadi elastik dan kemungkinan ubah bentuk plastik bermula.
Biasanya, unit pengukuran adalah:
- Megapascals(MPa)
- Paun setiap inci persegi (psi)
Ingat, kekuatan hasil membantu dalam mereka bentuk banyak komponen struktur. Dengan pengetahuan tentang kekuatan hasil, ia akan menghalang ubah bentuk ketara bahan di bawah beban.
Meneroka Perbezaan dalam Kekuatan Tegangan dan Kekuatan Hasil
Magnitud dan Unit Pengukuran
Kedua-duanya diukur dalam megapascal (MPa). Sebagai alternatif, anda boleh menggunakan paun per inci persegi (psi).
Ingat, unit ini mewakili daya yang dikenakan per unit luas. Walaupun persamaan di atas, magnitud kedua-dua kekuatan ini berbeza dengan cara yang ketara.
Kekuatan tegangan biasanya lebih tinggi berbanding dengan kekuatan alah. Ambil contoh keluli struktur:
Kekuatan tegangannya mungkin sekitar 400-500 MPa, manakala kekuatan hasilnya biasanya lebih rendah, sekitar 250-300 MPa.
Perbezaan ini sangat ketara kerana ia menunjukkan keupayaan bahan untuk bertolak ansur dengan tekanan yang lebih tinggi sebelum kegagalan. Iaitu, di luar hanya titik ubah bentuk kekal.
Titik Pengukuran
Untuk kekuatan hasil, anda akan menentukan nilainya pada titik di mana bahan berubah daripada ubah bentuk elastik. Iaitu, di mana ia boleh diterbalikkan kepada ubah bentuk plastik. Pada masa yang sama, anda tidak boleh membalikkan bahan kepada bentuk atau saiz asalnya.
Ubah bentuk elastik adalah peringkat yang berlaku undang-undang Hooke di mana tegasan adalah berkadar dengan terikan. Peringkat ini boleh diramal. Tetapi yang lebih penting, kekuatan hasil membantu menunjukkan had untuk keselamatan.
Adalah penting anda mengukur kekuatan tegangan pada titik di mana mana-mana bahan tidak dapat menahan sebarang tahap tekanan. Anda harus ingat, daya yang lebih tinggi boleh menyebabkan patah tulang.
Keretakan menyebabkan keupayaan bahan untuk membawa beban yang mungkin berkurangan dengan ketara selepas penyambungan bermula. Necking adalah di mana terdapat pengurangan setempat dalam kawasan keratan rentas yang meramalkan kegagalan yang menjulang.
Sebaliknya, kekuatan tegangan menyerlahkan titik akhir kegagalan.
Memuatkan
Kekuatan hasil menggambarkan tahap tekanan yang lebih tinggi. Biasanya, ini adalah titik pemuatan sejurus sebelum ubah bentuk kekal bermula.
Dalam reka bentuk kejuruteraan, kekuatan hasil adalah sangat penting kerana ia membantu memastikan bahan boleh membawa beban tanpa berubah bentuk secara tidak dapat dipulihkan.
Jurutera mereka bentuk struktur untuk beroperasi dalam kawasan anjal, yang berada di bawah kekuatan hasil untuk mengelakkan ubah bentuk kekal. Sebaliknya, kekuatan tegangan lebih memfokuskan pada beban maksimum. Iaitu, beban mana-mana bahan boleh mengendalikan sebelum pecah.
Kekuatan tegangan adalah penting untuk memahami kapasiti galas beban muktamad. Walau bagaimanapun, ia lebih relevan apabila mempertimbangkan margin keselamatan dan keadaan kegagalan berbanding had operasi harian.
Tingkah laku di bawah Tekanan
Jika beban dikeluarkan, bahan boleh kembali ke bentuk asalnya. Ini kerana bahan berubah bentuk secara elastik pada mulanya, kerana anda akan mengalami tekanan yang semakin meningkat.
Di luar kekuatan hasil, bahan tidak boleh kembali ke bentuk asalnya. Oleh itu, pada kekuatan hasil, keanjalan berakhir. Anda akan menyedari bahawa ubah bentuk plastik kekal bermula.
Apabila anda meletakkan sebarang bahan kepada lebih tekanan, ia akan sampai ke titik kekuatan tegangan. Iaitu, ia akan hampir pecah.
Tingkah laku ini perlu dalam meramalkan bagaimana bahan tertentu akan berprestasi di dunia nyata. Kekuatan tegangan yang lebih tinggi menanggung beban yang lebih besar dan lebih baik menahan ubah bentuk kekal.
Keluk tekanan-tekanan
Dalam lengkung tegasan-terikan, titik hasil diterangkan sebagai tempat di mana lengkung menyimpang daripada garis lurus. Sisihan adalah sangat minimum dan memerlukan pengukuran yang tepat.
Tetapi yang lebih penting, puncak lengkung mewakili kekuatan tegangan. Sebaliknya, patah bahan diwakili oleh titik tertinggi sebelum lengkung mula menurun.
Lengkung menawarkan gambaran visual peralihan bahan daripada apabila ia anjal kepada apabila ia gagal.
Kini, kawasan di bawah lengkung ke titik hasil menunjukkan kemungkinannya memulihkan tenaga anjal. Sebaliknya, kawasan di luar titik hasil sehingga kekuatan tegangan menunjukkan patah akibat ubah bentuk plastik.
Kepentingan dalam Aplikasi Kejuruteraan
Dalam reka bentuk kejuruteraan, kekuatan hasil adalah faktor penting yang mesti anda pertimbangkan semasa memilih bahan untuk komponen struktur.
Anda harus memastikan bahawa dalam keadaan biasa, ubah bentuk plastik tidak berlaku. Ini kerana ia akan menjejaskan integriti struktur bahagian.
Dalam kejuruteraan awam, kekuatan hasil keluli dan bahan konkrit adalah penting untuk reka bentuk bangunan dan infrastruktur lain. Untuk memastikan tiada ubah bentuk kekal yang boleh menyebabkan keruntuhan, rasuk dan tiang direka bentuk untuk beroperasi di bawah kekuatan hasilnya.
Jurutera menggunakan kekuatan hasil untuk memasukkan faktor keselamatan ke dalam reka bentuk mereka. Ini dilakukan dengan memastikan tegasan operasi maksimum adalah lebih rendah daripada kekuatan hasil bahan. Pendekatan ini menyimpan rekod ketidaksempurnaan material dan beban yang tidak dijangka.
Kekuatan hasil juga memberi kesan kepada ketahanan dan hayat perkhidmatan elemen. Dalam industri automotif, mengekalkan kekuatan hasil memastikan bahagian automotif dapat menahan beban berulang tanpa ubah bentuk.
Kekuatan tegangan sebaliknya adalah penting apabila menilai beban maksimum, bahan boleh menahan sebelum kegagalan total. Oleh itu, memahami kekuatan tegangan membantu dalam meramalkan bagaimana dan bila bahan mungkin gagal disebabkan oleh keadaan beban berlebihan.
Ia akan membantu anda untuk mereka bentuk mekanisme selamat-gagal untuk mengelakkan kegagalan bahan.
Kekuatan tegangan adalah kriteria utama apabila memilih aplikasi berprestasi tinggi. Kekuatan tegangan tinggi menahan tekanan dalaman seperti dalam pengangkutan cecair di bawah tekanan tinggi. Bahan dengan kekuatan tegangan tinggi kekal utuh dan berfungsi dalam keadaan yang melampau.
Daya Antara Molekul
Kekuatan hasil berkait rapat dengan struktur dalaman bahan. Ia secara khusus berkaitan dengan rintangan dalam molekul atau atomnya semasa peringkat pertama ubah bentuk plastik. Ubah bentuk plastik ialah titik di mana bentuk bahan mula berubah secara kekal.
Dalam kes ini, rintangan dipengaruhi oleh faktor seperti ketumpatan kehelan. Maksudnya, semakin tinggi ketumpatan terkehel semakin tinggi kekuatan hasil kerana ia menghalang pergerakan terkehel.
Ini menjadikannya lebih kompleks untuk bahan berubah bentuk secara plastik.
Saiz bijirin adalah faktor lain yang mempengaruhi rintangan. Biji-bijian yang lebih kecil, membayangkan lebih banyak sempadan bijian, yang mungkin menghalang kemungkinan pergerakan dan terkehel. Ia adalah fenomena yang dipanggil Kesan Hall-Petch.
Sebaliknya, kekuatan tegangan dipengaruhi oleh keupayaan daya padu dalam bahan untuk mengekalkan integriti strukturnya apabila tertakluk kepada ketegangan. Daya kohesif dikawal oleh ikatan atom dalam bahan.
Akhirnya, pada kekuatan tegangan daya padu diatasi menyebabkan kegagalan material. Dalam logam, kekuatan tegangan dipengaruhi oleh daya yang menyebabkan ikatan antara atom. Ia adalah perlu untuk memecahkan daya ini untuk bahan patah.
Kesimpulan
Kekuatan tegangan dan hasil adalah sangat berbeza. Tetapi yang lebih penting, menganalisis dua pembolehubah akan membantu anda memilih bahan yang sesuai untuk sebarang aplikasi.
Sama ada bahan boleh menahan sebarang kesan pemuatan bergantung pada analisis teliti pembolehubah ini.
Jika anda memulakan bengkel pemprosesan bahan, di TSINFA, kami akan membantu anda mendapatkan mesin terbaik untuk anda operasi pemesinan. Untuk sebarang pertanyaan, hubungi kami sekarang.