Was ist Zugspannung?

Zugspannung tritt auf, wenn ein Material einer Zieh- oder Dehnungskraft ausgesetzt ist. Stress ist definiert als eine Kraft, die über eine Querschnittsfläche angewendet wird, mit typischen Einheiten von Pfund pro Quadratzoll (PSI) oder Newton pro Quadratmeter, auch als Pascals (PA) bezeichnet. Die Art der Spannung, der ein Material ausgesetzt ist, hängt davon ab, wie die Kraft angewendet wird. Die drei grundlegenden Spannungsarten sind Zug, Druck und Scher. Ein Verständnis der Zugspannung ist wichtig für die Auswahl von Materialien für Maschinenbau- und Konstruktionsanwendungen. Ein Material, das unter Zugspannung steht, wird sich verlängern oder dehnen, wenn es Anspannung erfährt. Ein Material, das niedriger Spannung ausgesetzt ist, kehrt nach Entfernung der Kraft in seine ursprünglichen Abmessungen zurück. Bei hohen Spannungen kann ein Material nicht in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehren, wenn die Kraft entfernt wird, und es wird eine dauerhafte Verformung auftreten. Die Beziehung zwischen der angelegten Spannung und der entsprechenden Dehnung kann verwendet werden, um das Verhalten eines Materials vorherzusagen, wenn es einer Zugspannung ausgesetzt ist.

Testgeräte sind verfügbar, die die Spannung und den Anspannung, das ein Material erlebt, genau messen und eine Spannungs-Dehnungs-Kurve erzeugen kann. Die Spannungs-Dehnungs-Kurve liefert typischerweise ein Verständnis dafür, wie sich ein Material verhalten wird, wenn sie einer angewendeten Zugkraft ausgesetzt ist, und bestimmt die maximal zulässige Spannung, bevor dauerhafte Verformungen und ein endgültiges Versagen auftreten. Um Zugspannung zu messen, wird eine allmählich erhöhte Kraft auf eine Testprobe angewendet, und die Menge an Kraft, die erforderlich ist, um die Probe zu verlängern und letztendlich zu brechen, wird gemessen und aufgezeichnet. Materialien, die einer Zugspannung ausgesetzt sind und eine große Menge an Verformung erleben, bevor das Versagen eine hohe Elastizität aufweist.

das MaximumZugspannung, dass ein Material standhalten kann, bevor es fehlschlägt, wird als Zugfestigkeit oder ultimative Zugfestigkeit bezeichnet. Der Wert der endgültigen Zugfestigkeit variiert für verschiedene Materialien stark. Weiche, formbare Materialien wie viele Kunststoffe, Gummi und Metalle gelten als elastisch und werden erhebliche Verformungen durchlaufen, bevor ein vollständiger Versagen auftritt. Harte und spröde Materialien wie Beton und Glas haben eine geringe oder gar keine Verformung, bevor ein vollständiger Fehler auftritt. Die ultimative Zugfestigkeit für viele verschiedene Arten von Metall, Holz, Glas, Gummi, Keramik, Beton und Kunststoffen ist in verschiedenen Materialseigenschaftsreferenzhandbüchern leicht erhältlich.