Verschil tussen afschuifspanning en trekspanning

Belangrijkste verschil - Shear Stress vs Tensile Stress

Spanning is een hoeveelheid die verwijst naar hoeveel vervormingskracht wordt uitgeoefend per oppervlakte-eenheid van een object. Schuif- en trekspanning verwijzen naar verschillende soorten spanning waarbij de krachten op een object op een andere manier worden uitgeoefend. De grootste verschil tussen schuifspanning en trekspanning is dat trekspanning verwijst naar gevallen waarin een deformerende kracht loodrecht op een oppervlak wordt uitgeoefend, terwijl schuifspanning verwijst naar gevallen waarbij een deformerende kracht evenwijdig aan een oppervlak wordt uitgeoefend.

Wat is trekspanning

Treksterkte verwijst naar gevallen waarin een deformerende kracht haaks op het oppervlak van het object werkt trek aan het object, probeert het te verlengen. In deze zin is trekspanning een type normale stress, wat de term is die verwijst naar spanningen gecreëerd door krachten loodrecht op het oppervlak van een object. (Het andere type normale stress is drukspanning, waar een kracht loodrecht op een oppervlak werkt indrukken op het oppervlak, in een poging om het in te korten. Het verschil tussen spanning en compressie wordt beschreven in dit artikel).

Trekspanning waardoor een object wordt uitgerekt

Als de kracht loodrecht op het oppervlak wordt gegeven door  en het oppervlak van het oppervlak is , dan treksterkte () is gegeven door:

Trekspanning () verwijst naar de verandering in lengte () als een fractie van de oorspronkelijke lengte ():

Een hoeveelheid genaamd Jonge Modulus () beschrijft hoe relatief moeilijk het is om een ​​bepaald materiaal uit te rekken. Deze hoeveelheid wordt gedefinieerd als:

Wat is schuifspanning

Afschuifspanning verwijst naar gevallen waarin de vervormingskracht evenwijdig is aan een oppervlak. Als het tegenoverliggende oppervlak stationair wordt gehouden, ziet de vervorming eruit zoals die in de onderstaande afbeelding:

Schuifspanning van een kracht evenwijdig aan het oppervlak.

De schuifspanning  wordt opnieuw gedefinieerd als de verhouding van de kracht tot het gebied:

De definitie voor trekspanning en schuifspanning is vergelijkbaar; het verschil zit in de krachtrichtingen.

Voor het geval dat wordt weergegeven in het diagram, wordt het bovenvlak van het object verplaatst ten opzichte van het ondervlak van het object. Schuifspanning wordt gedefinieerd als de verhouding van relatieve verplaatsing tussen de oppervlakken tot de scheiding tussen de oppervlakken. In het bovenstaande diagram wordt de schuifspanning bijvoorbeeld gegeven door:

.

De afschuifmodulus is een kwantiteit die beschrijft hoe moeilijk het is om een ​​materiaal te vervormen door een schuifspanning toe te passen. De afschuifmodulus voor een materiaal wordt gedefinieerd als:

Wanneer u een stuk papier met een schaar knipt, geeft u een schuifspanning aan het papier. De ene kant van de schaar probeert het papier in de ene richting te trekken, de andere kant van de schaar probeert het papier in de andere richting te trekken.

Schaar snijd papier door een schuifspanning toe te passen

Verschil tussen afschuifspanning en trekspanning

Direction of Forces

Krachten veroorzaken trekspanning staan ​​haaks op een oppervlak.

Krachten veroorzaken shear stress handelen parallel aan een oppervlak.

Vervorming van het object

Trekspanning zorgt ervoor dat objecten langwerpig worden.

Afschuifspanning zorgt ervoor dat het ene oppervlak van een object zich verplaatst ten opzichte van het tegenoverliggende oppervlak.

Relatieve sterke punten

Vaste materialen vervormen gemakkelijker onder schuifspanning dan onder trekspanning.

Afbeelding met dank aan:

"Het principe van afschuiving wordt gevisualiseerd. De specificatie is gekozen om te passen in het Duitse artikel. "Door Gebruiker: c.lingg (Eigen werk) [Public Domain], via Wikimedia Commons

"IMG_5303" door Abigail Batchelder (eigen werk) [CC BY 2.0], via flickr