Co je to kmenová rychlost?

Kmen je míra množství deformace, ke které dochází, když je předmět vystaven stresu. Kmenová rychlost je definována jako změna napětí během změny času. Všechny materiály budou po vystavení napětí vystaveny určité změně ve svých rozměrech. Deformace způsobená napětím může být plně reverzibilní nebo trvalá, v závislosti na velikosti aplikovaného napětí.

Pružné napětí nastane, když se materiál po namáhání vrátí do původních rozměrů, jakmile je napětí odstraněno. K plastickému namáhání dochází, když byl předmět vystaven velmi vysokým úrovním napětí a po odstranění napětí se již nevrátí do svého původního tvaru. V mnoha materiálech je zvrat elastického napětí okamžitý, což znamená, že k němu dochází bez znatelné doby. Deformace, která je plně obnovitelná, ale nastává v průběhu času, je popsána z hlediska rychlosti deformace.

Kmenová rychlost se u různých materiálů velmi liší a často se mění při různých teplotách a použitých tlacích. Ocel je příkladem materiálu, který se po odstranění napětí vrací do původního stavu. Naopak, v geologii jsou napětí aplikována po miliony let a rychlost napětí ve skále je obvykle velmi nízká. Materiál, jehož rychlost deformace se mění při velkém množství při různých teplotách a tlacích, má vysokou citlivost na rychlost deformace .

Tato míra závisí také na způsobu působení síly nebo napětí. U mnoha plastů, je-li aplikována postupná napínací síla, materiál bude protahovat velké množství, než se zlomí. Důvodem je to, že molekuly v plastu mají dostatek času na to, aby se přeorientovaly a pohybovaly se kolem sebe, což způsobuje natažení. Pokud na plast působí náraz nebo náhlá síla, okamžitě se zlomí a chová se jako křehký materiál. Stejný plastový materiál může reagovat velmi odlišně kvůli různým rychlostem namáhání způsobeným způsobem působení napětí.

Rychlost deformace může být měřena v laboratoři pomocí speciálního zkušebního zařízení, které na vzorek působí velmi přesným zatížením, přičemž se měří deformace a zotavení, ke kterému dochází po odstranění napětí. Protože rychlost deformace materiálu bude mít vliv na jeho chování, je důležité pochopit jeho citlivost na typ zatížení, množství napětí a teplotu. Pochopení míry deformace materiálu zajistí, že splňuje výkonnostní specifikace požadované pro konečné použití.