Skillnaden mellan avkastningsstyrka och draghållfasthet

Huvudskillnad – avkastningsstyrka vs. draghållfasthet

I materialteknik är avkastningsstyrka och draghållfasthet två egenskaper som kan användas för att karakterisera ett material. Den huvudsakliga skillnaden mellan sträckgräns och draghållfasthet är att sträckgräns är den minsta spänning under vilken ett material deformeras permanent, medan draghållfasthet beskriver den maximala spänning som ett material kan hantera innan det går sönder.

Spännings – töjningsegenskaper hos ett material

När ett fast material inte utsätts för några yttre krafter, vibrerar alla molekyler som ingår i materialet kring sina jämviktslägen. Detta är den lägsta energikonfigurationen för molekylerna, och om de förflyttas från sina jämviktslägen skulle molekylerna försöka komma tillbaka till sina jämviktslägen. Tekniskt sett är stress ett mått på dessa intermolekylära krafter. Om materialet inte utsätts för acceleration bör de intermolekylära krafterna balanseras av de yttre krafter som verkar på materialet. Därför kan vi få en indikation på stress genom att mäta de yttre krafter som verkar på objektet. Spänningen () på ett föremål ges av den yttre kraften på föremålet dividerad med tvärsnittsytan för provet av ett material.

När ett föremål utsätts för spänning genomgår det en deformation. Deformation är ett mått som ger förändringen i ett objekts längd dividerat med den ursprungliga längden. Töjning ges vanligen symbolen . Om vi utsätter ett materialprov för olika spänningsnivåer, mäter motsvarande töjningar och sedan framställer en graf över spänning vs. töjning får vi en så kallad spännings-töjningskurva, som är en karakteristisk kurva för ett visst material. Grafen nedan visar spännings-deformationskurvan för ett typiskt duktilt material som stål:

Spännings-deformationskurva för ett duktilt material

Vad är Yield Strength

När spänningen på ett material ökas långsamt kan man se att deformationen ökar proportionellt i början. Om den kraft som orsakar spänningen på materialet avlägsnas skulle materialet återgå till sin ursprungliga form. När ett material kan göra detta säger vi att materialet är elastiskt (tänk på ett gummiband). Om spänningen på materialet fortsätter att öka skulle materialet så småningom nå en punkt där materialet blir så deformerat att det inte kan återgå till sin ursprungliga form, även om de deformerande krafterna avlägsnas. Den spänning vid vilken ett material slutar uppträda elastiskt kallas för sträckgräns. När materialet inte kan återgå till sin ursprungliga form säger vi att materialet är plastiskt.

Vad är draghållfasthet

Antag att du fortsätter att öka krafterna på materialet över sträckgränsen. Materialet fortsätter att deformeras och så småningom blir krafterna mellan molekylerna oförmögna att motverka de yttre krafterna och materialet går sönder. Den maximala spänningen som materialet kan hantera innan det går sönder kallas draghållfasthet eller sluthållfasthet.

När du tittar på spännings-deformationskurvan ovan verkar spänningen minska när materialet fortsätter att förlängas. Detta beror på att de definitioner av spänning och töjning som används för att rita dessa diagram inte tar hänsyn till de förändringar i området som sker när krafterna appliceras på materialet. I stället antas här att arean förblir konstant. Denna typ av definition av spänning som inte tar hänsyn till förändringar i arean kallas teknisk spänning. Om man tar hänsyn till förändringen av arean visar spännings- och töjningskurvan att när materialet fortsätter att förlängas ökar också spänningen. Den definition av spänning som tar hänsyn till den kontinuerliga förändringen av arean kallas sann spänning.

Skillnaden mellan utdragsstyrka och draghållfasthet

Definition:

Utdragsstyrka är den påfrestning som gör att ett material förlorar sitt elastiska beteende.

Traghållfasthet är den maximala påfrestning som ett material klarar av innan det går sönder.