Prüfspannung
Bei Materialien, die keine eindeutige Streckgrenze auf ihrer Spannungs-Dehnungs-Kurve, wie Aluminium oder hochfester Stahl, ist die "Dehnungsspannung" das technische Äquivalent. Sie ist definiert als die Stress die erforderlich ist, um eine kleine, festgelegte Menge an dauerhafter (plastischer) Verformung zu erzeugen, in der Regel 0,2% der ursprünglichen Messlänge. Dieser Wert, [latex]\sigma_{0.2}[/latex], wird bei Konstruktionsberechnungen als praktische Elastizitätsgrenze des Materials verwendet.
Many engineering materials, particularly ductile metals like aluminum alloys, copper alloys, and certain types of steel, do not exhibit the clear, sudden yielding behavior seen in mild steel. Their stress-strain curve transitions from elastic to plastic behavior gradually. For design and safety purposes, engineers need a consistent point to define the onset of permanent deformation. This is where proof stress, also known as offset yield strength, becomes crucial. To determine it, a tensile test is performed while plotting stress versus strain. A line is drawn on this graph parallel to the initial linear (elastic) portion of the curve, but offset from the origin by a specified strain value, most commonly 0.2% (or 0.002 strain). The stress at which this offset line intersects the stress-strain curve is defined as the 0.2% proof stress ([latex]\sigma_{0.2}[/latex]).
Dieser Wert ist ein praktisches und reproduzierbares Maß für die Elastizitätsgrenze des Materials. Er bedeutet, dass das Material, wenn es bis zu diesem Spannungsniveau belastet und dann entlastet wird, eine dauerhafte Verformung von 0,2% erfahren hat. Obwohl eine gewisse plastische Verformung stattgefunden hat, wird sie als gering genug angesehen, um für viele strukturelle Anwendungen akzeptabel zu sein. Diese Konvention ermöglicht es den Ingenieuren, Bauteile aus Materialien ohne scharfe Fließgrenze nach denselben Sicherheits- und Zuverlässigkeitsgrundsätzen zu konstruieren wie solche mit einer solchen, so dass sichergestellt ist, dass sich die Strukturen unter ihren Konstruktionslasten nicht dauerhaft verformen.
UNESCO Nomenclature: 3322
- Werkstoffkunde
Verwendung
Weitverbreitete Verwendung
Vorläufer
- Hookesches Gesetz der Elastizität
- Entwicklung der Zugprüfmaschine
- das Konzept von Stress und Belastung
- die Notwendigkeit, die mechanischen Eigenschaften neuer Legierungen zu charakterisieren, die im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert entwickelt wurden
Anwendungen
- Materialspezifikation für Luft- und Raumfahrtlegierungen
- Design von Automobilkomponenten
- Statikberechnungen für Gebäude und Brücken
- Qualitätskontrolle in der Metallproduktion
- Finite-Elemente-Analyse (FEA) Materialmodelle
Potenzielle Innovationsideen
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Verwandt mit: Dehnungsspannung, Offset-Streckgrenze, Spannungs-Dehnungs-Kurve, plastische Verformung, Elastizitätsgrenze, Zugversuch, Werkstoffkunde, Duktilität, 0,2% Offset, Streckgrenze.