Что такое растягивающее напряжение?

Растягивающее напряжение возникает, когда материал подвергается растягивающей или растягивающей силе. Напряжение определяется как сила, приложенная к площади поперечного сечения, с типичными единицами фунтов на квадратный дюйм (фунт / кв.дюйм) или Ньютонов на квадратный метр, также известная как паскаль (Па). Тип напряжения, которому подвергается материал, будет зависеть от того, как применяется сила. Три основных типа напряжения: растяжение, сжатие и сдвиг. Понимание растягивающего напряжения важно при выборе материалов для машиностроения и проектирования.

Размеры объекта под напряжением будут меняться из-за деформации или деформации, возникающей при приложении силы. Материал, который находится под растягивающим напряжением, будет удлиняться или растягиваться, когда он испытывает напряжение. Материал, подверженный низкому напряжению, вернется к своим первоначальным размерам после снятия усилия. При высоких напряжениях материал может не вернуться в исходное состояние, когда сила снята, и произойдет постоянная деформация. Соотношение между приложенным напряжением и соответствующим напряжением можно использовать для прогнозирования поведения материала, когда он подвергается растягивающему напряжению.

Доступно испытательное оборудование, которое может точно измерить напряжение и деформацию, испытываемую материалом, и сформировать кривую напряжения-деформации . Кривая напряжение-деформация обычно обеспечивает понимание того, как материал будет вести себя при воздействии растягивающего усилия, и определяет максимально допустимое напряжение до возникновения постоянной деформации и окончательного разрушения. Для измерения растягивающего напряжения к испытательному образцу прикладывается постепенно увеличивающаяся сила, и измеряется и регистрируется величина силы, необходимой для удлинения и окончательного разрушения образца. Материалы, которые подвергаются растягивающему напряжению и испытывают большую деформацию до разрушения, считаются обладающими высокой упругостью .

Максимальное растягивающее напряжение, которое материал может выдержать до того, как оно разрушится, называется пределом прочности на разрыв или пределом прочности при растяжении . Величина предела прочности при растяжении варьируется в широких пределах для разных материалов. Мягкие податливые материалы, такие как пластик, резина и металлы, считаются эластичными и подвергаются значительной деформации до полного разрушения. Твердые и хрупкие материалы, такие как бетон и стекло, будут иметь небольшую деформацию или вообще не деформироваться до полного разрушения. Предел прочности при растяжении для многих различных типов металла, дерева, стекла, резины, керамики, бетона и пластмасс легко доступен в различных справочных руководствах по свойствам материалов.