Как найти предел прочности
- Определение предела прочности материала
- Теория предела прочности
- Измерение предела прочности
- Вычисление предела прочности
- Формула предела прочности
Определение предела прочности материала
Предел прочности материала является механическим напряжением, при котором происходит его разрушение. ГОСТом данному явлению присвоено определение "временное сопротивление разрушению". Это значит, что предел прочности - это максимальное усилие, при котором образец материала разрывается во время испытаний.
Теория предела прочности
Теория предела прочности основывается на предположении, что любой материал может выдерживать статическую нагрузку любой силы, если внутренние напряжения не превышают временное сопротивление. Если на материал действует сила, равная временному напряжению, разрушение произойдет через некоторое время.
Измерение предела прочности
Помимо предела прочности, для измерения свойств материала используются также предел текучести, пропорциональности и выносливости. Значение временного сопротивления разрушению при растяжении и сжатии материала может существенно отличаться в зависимости от вещества. Например, для хрупких материалов предел прочности на сжатие может быть выше, чем на растяжение, в то время как у композитных материалов наблюдается обратная ситуация. Пластмассы и металлы обычно имеют одинаковый предел прочности в обоих направлениях.
Вычисление предела прочности
Для вычисления предела прочности необходимо знать силу, оказываемую на материал, и площадь воздействия силы. Механическое напряжение в определенной точке равно отношению внутренней силы к площади сечения. Внешнее воздействие стремится изменить положение частиц вещества, в то время как механическое напряжение препятствует этому изменению. Существуют нормальное и касательное механическое напряжение, которые отличаются направлением силы.
Формула предела прочности
Предел прочности выражается формулой σB = Q/FS, где S - площадь воздействия, а F - сила деформации. Предел прочности является максимальным значением механического напряжения для конкретного материала. Например, для стали предел прочности составляет 24000 МПа, а для нейлона - 500 МПа.
