Pevnosť (materiál)

Z Wikipédie

Pevnosť je schopnosť materiálu odolať vonajšej alebo vnútronej sile, bez toho aby bol porušený. Rozlišuje sa:

pevnosť v ťahu
pevnosť v ohybe
pevnosť v tlaku
pevnosť v skrute

Obsah

1 Udávanie pevnosti
2 Číselné vyjadrenie
3 Technické využitie
4 Vlastné (zvyškové) napätia
5 Príklady materiálov

[úprava] Udávanie pevnosti

Na udanie pevnosti sa používa viacero údajov:

Medza proporcionality — je najväčšia sila, ktorou je možné materiál namáhať tak, aby bola závislosť napätia a pomernej deformácie lineárna — platí Hookov zákon.
Medza pružnosti (elasticity) — najväčšia sila, ktorou je možné materiál namáhať tak, aby sa po konci namáhania vrátil do pôvodného stavu. Určuje hranicu medzi elastickou a plastickou deformáciou. Vzťah medzi silou a natiahnutím je už nelineárny avšak s nelinearitou menšou ako 0,2 %.
Medza klzu — alebo aj medza prieťažnosti (pri zaťažení ťahom) a medza stlačiteľnosti (pri zaťažení tlakom) je zaťaženie, pri ktorom sa materiál začne nevratne (plasticky) deformovať, aj keď prestane pôsobiť záťaž, nenadobudne materiál pôvodnú dĺžku.
Medza pevnosti — maximálne zaťaženie veúce k porušeniu materiálu.

Medza klzu a medza pevnosti sa udávajú v technických tabuľkách a slúžia na výpočet pevnosti súčiastok a konštrukcií. Všetky sa udávajú v pascaloch, [Pa]alebo v [MPa], napr. bežná oceľ má pevnosť 150 až 450 MPa.

[úprava] Číselné vyjadrenie

Napríklad pre medzu pevnosti R_m:

$R_{\mathrm{m}} = \frac{F}{A}\qquad [R_{\mathrm{m}}] = \mathrm{N\,mm^{-2} = MPa}$

R_m — medza pevnosti [MPa]
F — sila zaťažujúca vzorku [N]
A — prirez vzorky pred skúškou [mm²]

Pre ostatné medze platia obdobné vzťahy.

Príklad:

Oceľový profil s prierezom 10 mm × 100 mm (1000 mm²) z ocele s medzou pevnosti 150 MPa (slabá oceľ) sa roztrhne pri rovnomernej sile (bez zátrhov) 150 kN (zodpovedá 15 t).

[úprava] Technické využitie

Pevnosť v ohybe a skrute sú úmerné pevnosti v ťahu.

Pri konštrukciách sa za nominálnu záťaž berie (ak je to možné) medza proporcionality. Ľahko sa počíta a zaručuje dlhodobú výdrž pri nominálnych podmienkach.

Medza klzu (aj medza pevnosti) sa používa hlavne pri lisovaní. Krehké materiály (napr. liatina) medzu klzu nemajú.

[úprava] Vlastné (zvyškové) napätia

V materiáli môžu existovať ešte zvyškové napätia, ktoré existujú aj bez pôsobenia vonkajšej sily. Znižujú celkovú pevnosť materiálu preto sa väčšinou odstraňujú. To sa dá pri oceli napr. popúšťaním.

[úprava] Príklady materiálov

Oceľ (zvlášť silná) má asi 900 MPa (výnimočne 1 500 MPa).

Najpevnejší materiál (na trhu): Uhlíkové vlákna — 4 200 MPa, Sklenené vlákna — 2 400 MPa, Kevlar — 3 620 MPa

Najpevnejší materiál: nanovlákna jednostenové — 40 000–65 000 MPa

Tento článok súvisiaci s technikou je príliš krátky (tzv. "výhonok"). Môžeš pomôcť Wikipédii rozšíriť ho tak, že hore klikneš na záložku "úprava" (alebo alternatívne sem) a dopíšeš alebo zmeníš text.

Zdroj: "http://sk.wikipedia.org../../../p/e/v/Pevnos%C5%A5_%28materi%C3%A1l%29.html"

Kategórie: Technické výhonky | Mechanické vlastnosti materiálov