Verschil tussen trek- en drukspanningen

Belangrijkste verschil - Treksterkte versus druksterkte

Trek- en drukspanningen zijn twee soorten spanningen die een materiaal kan ondergaan. Het type spanning wordt bepaald door de kracht die op het materiaal wordt uitgeoefend. Als het een trek- (rek) kracht is, ervaart het materiaal een trekspanning. Als het een samendrukkende (knijp) kracht is, ervaart het materiaal een drukspanning. De hoofd verschil tussen trek- en drukspanning is dat trekspanning resulteert in rek terwijl drukspanning resulteert in verkorting. Sommige materialen zijn sterk onder trekspanningen maar zwak onder drukspanningen. Materialen zoals beton zijn echter zwak onder trekspanningen maar sterk onder drukspanningen. Deze twee hoeveelheden zijn dus erg belangrijk bij het kiezen van geschikte materialen voor toepassingen. Het belang van de hoeveelheid hangt af van de toepassing. Sommige toepassingen vereisen materialen die sterk zijn onder trekspanningen. Maar sommige toepassingen vereisen materialen die sterk zijn onder drukspanningen, vooral in de bouwtechniek.

Wat is trekspanning

Trekspanning is een hoeveelheid die samenhangt met rek- of trekkrachten. Meestal wordt trekspanning gedefinieerd als de kracht per oppervlakte-eenheid en aangeduid met het symbool σ. De trekspanning (σ) die ontstaat wanneer een uitwendige strekkracht (F) op een voorwerp wordt uitgeoefend, wordt gegeven door σ = F / A, waarbij A het dwarsdoorsnede-oppervlak van het voorwerp is. Daarom is de SI-eenheid voor het meten van de trekspanning Nm^-2 of Pa. Hoe hoger de belasting of trekkracht, hoe hoger de trekspanning. De trekspanning die overeenkomt met de kracht uitgeoefend op een object is omgekeerd evenredig met het oppervlak van de dwarsdoorsnede van het object. Een object is langwerpig wanneer een rekkracht op het object wordt uitgeoefend.

De vorm van de grafiek van trekspanning versus rek is afhankelijk van het materiaal. Er zijn drie belangrijke fasen van de trekspanning, namelijk vloeigrens, uiteindelijke sterkte en de breeksterkte (breukpunt). Deze waarden kunnen worden gevonden door de grafiek van trekspanning versus rek uit te zetten. De gegevens die nodig zijn om de grafiek uit te zetten, worden verkregen door een trekproef uit te voeren. De plot van de grafiek van trekspanning versus rek is lineair tot een bepaalde waarde van trekspanning, en daarna wijkt deze af. De wet van Hook is alleen geldig tot die waarde.

Een materiaal dat onder een trekspanning staat, keert terug naar zijn oorspronkelijke vorm wanneer de belasting of trekspanning is verwijderd. Dit vermogen van een materiaal staat bekend als de elasticiteit van het materiaal. Maar de elastische eigenschap van een materiaal kan alleen worden gezien tot een bepaalde waarde van de trekspanning, de vloeisterkte van het materiaal genoemd. Het materiaal verliest zijn elasticiteit op het punt van de vloeigrens. Daarna ondergaat het materiaal een permanente vervorming en keert het niet terug naar zijn oorspronkelijke vorm, zelfs als de externe trekkracht volledig is verwijderd. Nodulair materiaal zoals goud ondergaat een opmerkelijke hoeveelheid plastische vervorming. Maar brosse materialen zoals keramiek ondergaan een kleine hoeveelheid plastische vervorming.

De ultieme treksterkte van een materiaal is de maximale trekspanning die het materiaal kan weerstaan. Het is een zeer belangrijke hoeveelheid, vooral in productie- en engineeringtoepassingen. De breeksterkte van een materiaal is de trekspanning op het punt van breuk. In sommige gevallen is de ultieme trekspanning gelijk aan de breeksterkte.

Wat is compressiestress

Drukspanning is het tegenovergestelde van trekspanning. Een voorwerp ervaart een drukspanning wanneer een knijpkracht op het object wordt uitgeoefend. Dus, een object onderworpen aan een drukspanning wordt ingekort. Drukspanning wordt ook gedefinieerd als de kracht per oppervlakte-eenheid en aangeduid met het symbool σ. De compressiespanning (σ) die ontstaat wanneer een externe samendruk- of knijpkracht (F) op een voorwerp wordt uitgeoefend, wordt gegeven door σ = F / A. Hoger de drukkracht, hoger de drukspanning.

Het vermogen van een materiaal om een ​​hogere drukspanning te weerstaan ​​is een zeer belangrijke mechanische eigenschap, vooral in technische toepassingen. Sommige materialen zoals staal zijn sterk onder zowel trek- als drukspanningen. Sommige materialen, zoals beton, zijn echter alleen sterk onder drukspanningen. Beton is relatief zwak onder trekspanningen.

Wanneer een structurele component wordt gebogen, ondergaat het zowel verlenging als verkorting tegelijkertijd. De volgende afbeelding toont een betonnen balk onderworpen aan een buigkracht. Het bovenste gedeelte is langwerpig vanwege de trekspanning, terwijl het onderste deel wordt verkort vanwege de drukspanning. Daarom is het erg belangrijk om een ​​geschikt materiaal te kiezen bij het ontwerpen van dergelijke structurele componenten. Een typisch materiaal moet voldoende sterk zijn onder zowel trek- als drukspanningen.

Verschil tussen trek- en drukspanningen

Fysiek resultaat:

Trekspanning: Trekspanning resulteert in rek.

Drukspanning: Compressieve stress resulteert in een verkorting.

Veroorzaakt door:

Trekspanning: Trekspanning wordt veroorzaakt door strekkrachten.

Drukspanning: Drukspanning wordt veroorzaakt door drukkrachten.

Objecten onder stress:

Trekspanning: Kabel van een kraan, draden, touwen, spijkers, enz. Ondergaan trekspanning.

Drukspanning: Betonnen pilaren ondergaan drukstress.

Sterke materialen

Trekspanning: Staal is sterk onder trekspanning.

Drukspanning: Staal en beton zijn sterk onder drukspanning.