Co je Elastic Limit?

Elastický limit materiálu je důležitým hlediskem v civilním, mechanickém a leteckém inženýrství a designu. Elastický limit, také označovaný jako mez kluzu, je horní mez napětí, které může být aplikováno na materiál dříve, než se trvale deformuje. Tento limit se měří v librách na čtvereční palec (psi) nebo Newtonech na metr čtvereční, také známý jako pascal (Pa).

Elastický limit je funkcí elasticity materiálu. Elasticita je schopnost materiálu vrátit se do původního tvaru nebo rozměrů po odstranění zátěže nebo napětí. Všechny materiály se při působení napětí nebo zatížení deformují. Kmen je míra množství deformace, ke které dochází, když je materiál pod tlakem.

Pružné napětí nastává, když je materiál vystaven nízkému napětí. Po odstranění napětí zmizí a materiál se vrátí do původního stavu. Při namáhání nad elastickou mez se objeví plastické napětí. Materiál, u kterého dochází k plastickému namáhání, se po odstranění napětí úplně nezotaví a nevrátí se do svých původních rozměrů.

Tuto vlastnost lze ilustrovat na příkladu pružiny. Pokud je závaží zavěšeno na jednom konci pružiny, s pevným protilehlým koncem, prodlouží pružinu. Pokud se aplikuje malé množství váhy a poté se odstraní, pružina se vrátí na svou původní délku. Pokud je na pružinu aplikováno příliš velké zatížení, bude se trvale odstraňovat a po odstranění hmotnosti se nevrátí na svou původní délku. Pružina prošla plastickou deformací, protože napětí způsobené hmotností přesáhlo mez pružnosti.

Materiály mají měřitelný vztah mezi aplikovaným napětím a výsledným napětím. Tento vztah může být vynesen do křivky napětí-napětí. Sklon křivky napětí-napětí zůstává v oblasti, kde dochází k elastickému napětí, konstantní. Elastický limit je bod, ve kterém aplikované napětí způsobuje nástup trvalé deformace a mění se sklon křivky napětí-napětí.

Ne všechny materiály mají elastický limit. Tažnost je míra množství trvalé deformace před úplným selháním. Tažné materiály, jako je ocel a mosaz, zažijí velké množství plastické deformace, než dojde ke konečnému selhání. Křehké materiály, jako je sklo a beton, vykazují malou nebo žádnou plastickou deformaci a úplné selhání se často objevuje okamžitě po dosažení kritické hodnoty napětí. Z tohoto důvodu křehké materiály obvykle nemají mez kluzu.