Hvad er elastisk grænse?
Den elastiske grænse for et materiale er en vigtig overvejelse inden for civil-, mekanisk- og rumfarveteknik og design. Elastisk grænse, også benævnt udbyttepunkt, er en øvre grænse for spændingen, der kan påføres et materiale, før det deformeres permanent. Denne grænse måles i pund pr. Kvadrat tomme (psi) eller Newton per kvadratmeter, også kendt som pascals (Pa).
Elastisk grænse er en funktion af et materiales elasticitet. Elasticitet er et materiales evne til at vende tilbage til sin oprindelige form eller dimensioner, efter at en belastning eller spænding er fjernet. Alle materialer deformeres, når der påføres en belastning eller belastning. Strain er et mål på mængden af deformation, der opstår, når et materiale er under stress.
Elastisk belastning opstår, når et materiale udsættes for lav belastning. Det forsvinder, efter at stresset er fjernet, og materialet vender tilbage til sin oprindelige tilstand. Plastisk belastning vil forekomme ved spændinger over den elastiske grænse. Et materiale, der oplever plastisk belastning, vil ikke helt komme sig og vende tilbage til dets oprindelige dimensioner, når spændingen er fjernet.
Denne egenskab kan illustreres ved hjælp af eksemplet med en fjeder. Hvis der hænges en vægt på den ene ende af en fjeder med den modsatte ende fast, forlænger den fjederen. Hvis en lille mængde vægt påføres og derefter fjernes, vender fjederen tilbage til sin oprindelige længde. Hvis der påføres for meget vægt på fjederen, deformeres den permanent og vender ikke tilbage til sin oprindelige længde, når vægten fjernes. Fjederen har gennemgået plastisk deformation, fordi belastningen forårsaget af vægten overskred den elastiske grænse.
Materialer har et målbart forhold mellem påført stress og den resulterende belastning. Dette forhold kan afbildes i en stress-belastningskurve. Hældningen af spændings-belastningskurven forbliver konstant i det område, hvor elastisk belastning forekommer. Den elastiske grænse er det punkt, hvor den påførte spænding forårsager et indtræden af permanent deformation, og hældningen af spændings-belastningskurven ændres.
Ikke alle materialer har en elastisk grænse. Duktilitet er et mål for mængden af permanent deformation inden fuldstændig fiasko. Duktile materialer, som stål og messing, vil opleve en stor mængde plastisk deformation, inden ultimativ svigt opstår. Skrøbelige materialer, som glas og beton, vil udvise ringe eller ingen plastisk deformation, og komplet svigt opstår ofte umiddelbart efter at en kritisk værdi af spænding er nået. Af denne grund har sprøde materialer typisk ikke et udbyttepoint.