Quel est l'effort d'affectation et comment l'obtenir?

Il Produisant des efforts Il est défini comme l'effort nécessaire pour qu'un objet commence à se déformer de façon permanente, c'est-à-dire qu'une déformation plastique éprouve sans se casser ou se fracturer.

Comme cette limite peut être un peu imprécise pour certains matériaux et que la précision de l'équipement utilisé est un facteur de poids, en ingénierie, il a été déterminé que l'effort de transfert dans les métaux tels que l'acier de structure est celui qui produit un 0 0.2% de déformation permanente dans l'objet.

Figure 1. Les matériaux utilisés en construction sont soumis à tester les efforts qu'ils sont capables de résister. Source: Pixabay.

Connaître la valeur de l'effort de rendement est important pour savoir si le matériau est approprié pour l'utilisation que vous souhaitez donner aux pièces fabriquées avec. Lorsqu'une pièce s'est déformée au-delà de la limite élastique, il peut ne pas être en mesure d'effectuer correctement la fonction à laquelle il était prévu et doit être remplacé.

Pour obtenir cette valeur, des tests sont généralement effectués sur des échantillons fabriqués avec le matériau (spécimens ou échantillons), qui sont soumis à divers efforts ou charges, tandis que l'allongement ou l'étirement qu'ils éprouvent avec chacun. Ces tests sont connus sous le nom Tests de traction.

Pour effectuer un test de traction, une force est lancée à partir de zéro et augmente progressivement la valeur jusqu'à ce que l'échantillon soit cassé.

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Courbes d'effort d'effort

Les paires de données obtenues à l'aide du test de traction représentent la charge graphiquement sur l'axe vertical et la déformation dans l'axe horizontal. Le résultat est un graphique comme celui illustré ci-dessous (figure 2), appelée courbe d'effort pour le matériau.

Depuis de nombreuses propriétés mécaniques importantes sont déterminées. Chaque matériau a sa propre courbe d'effort d'effort. Par exemple, l'un des plus étudiés est celui de l'acier de structure, également appelé acier sucré ou faible en carbone. C'est un matériau largement utilisé dans la construction.

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La courbe d'effort-défilation a des zones distinctives dans lesquelles le matériau a un certain comportement en fonction de la charge appliquée. Sa forme exacte peut varier considérablement, mais néanmoins ils ont des caractéristiques communes décrites ci-dessous.

Pour ce qui suit la figure 2, qui correspond en termes très généraux à l'acier structurel.

Figure 2. Courbe de déformation d'effort pour l'acier. Source: Hans modifié Topo1993 [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)]

Zone élastique

La zone qui va de ou vers a est la zone élastique, où la loi de Hooke est valide, dans laquelle l'effort et la déformation sont proportionnels. Dans ce domaine, le matériel est entièrement récupéré après l'application de l'effort. Le point A est connu sous le nom de limite de proportionnalité.

Dans certains matériaux, la courbe qui va de O A A n'est pas une ligne, mais néanmoins elles ne sont pas là pour être élastiques. L'important est qu'ils retrouvent sa forme d'origine lorsque la charge cesse.

Zone élastique-plastique

Ensuite, nous avons la région A à B, dans laquelle la déformation augmente plus rapidement avec l'effort, cessant d'être à la fois proportionnel. La pente de la courbe diminue et B devient horizontal.

Du point B, le matériau ne récupère plus sa forme d'origine et il est considéré que la valeur de l'effort à ce stade est celle de l'effort Cedgencia.

La zone qui de B à C est appelée la zone de rendement ou de fluage du matériau. Là, la déformation continue que la charge n'augmente pas. Il pourrait même diminuer, il est donc dit que le matériel dans cette condition est Parfaitement en plastique.

Zone en plastique et fracture

Dans la région qui passe de C à D, il y a un durcissement par déformation, dans lequel le matériau a des modifications de sa structure au niveau moléculaire et atomique, qui font plus d'efforts pour atteindre les déformations nécessaires.

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C'est pourquoi la courbe connaît une croissance qui se termine lors de l'atteinte de l'effort maximum σ_Max.

De D à E il y a toujours une déformation possible mais avec moins de charge. Une sorte d'amincissement se forme dans l'échantillon (spécimen) appelé strict, ce qui mène enfin au point E a observé la fracture. Cependant, au point D, le matériau peut être considéré comme cassé.

Comment obtenir l'effort de transfert?

La limite élastique L_et d'un matériau est l'effort maximum qui peut durer sans perdre l'élasticité. Il est calculé par le quotient entre l'ampleur de la force maximale f_m et la zone de section transversale de l'échantillon pour.

L_et = F_m / POUR

Les unités de limite élastique dans le système international sont n / m² ou Pa (Pascal) puisque c'est un effort. La limite élastique et la limite de proportionnalité au point A sont des valeurs très proches.

Mais comme indiqué au début, il n'est peut-être pas facile de les déterminer. L'effort de rendement obtenu par la courbe de déformation d'effort est l'approche pratique de la limite élastique utilisée en ingénierie.

Cédgencia Effort de la courbe d'effort-déformation

Pour l'obtenir, une ligne est tracée parallèle à la ligne qui correspond à la zone élastique (qui obéit à la loi de Hooke) mais déplacée environ 0.2% sur l'échelle horizontale ou 0.002 PLG par information.

Cette ligne s'étend à l'intersection de la courbe à un point dont la coordonnée verticale est la valeur recherchée de l'effort de rendement, indiqué σ_et, Comme on peut le voir sur la figure 3. Cette courbe appartient à un autre matériau ductile: l'aluminium.

Peut vous servir: énergie cinétique: caractéristiques, types, exemples, exercicesfigure 3. Courbe d'effort - déformation en aluminium, à partir de laquelle l'effort de transfert est déterminé dans la pratique. Source: auto-faite.

Deux matériaux ductiles tels que l'acier et l'aluminium ont des courbes d'effort d'effort différentes. L'aluminium, par exemple, ne présente pas la section approximativement horizontale de l'acier qui peut être vu dans la section précédente.

D'autres matériaux considérés comme fragiles comme le verre, ne passent pas par les étapes décrites ci-dessus. La rupture se produit bien avant que des déformations appréciables se produisent.

Détails importants à prendre en compte

- Les efforts considérés en principe ne tiennent pas compte de la modification qui est sans aucun doute produite dans la zone de la section transversale de l'échantillon. Cela induit une petite erreur qui est corrigée en représentant graphiquement le efforts réels, Ceux qui prennent en compte la réduction de la zone à mesure que la déformation de l'échantillon augmente.

- Les températures considérées sont normales. Certains matériaux ductiles à basse température cessent de l'être, tandis que d'autres fragiles se comportent comme ductile à des températures plus élevées.

Les références

1. Bière, f. 2010. Mécanique des matériaux. McGraw Hill. 5e. Édition. 47-57.
2. Ingénieurs de bord. Limite d'élasticité. Récupéré de: moteur.com.
3. Effort de fluage. Récupéré de: instron.com.ardente
4. Valera Negrete, J. 2005. Notes de physique générale. Unam. 101-103.
5. Wikipédia. Fluer. Récupéré de: Wikipedia.com