Vastupidavus vs sitkus: erinevus ja võrdlus

Võtme tagasivõtmine

1. Materiaalne reaktsioon stressile: Materjaliteaduses viitavad nii vastupidavus kui ka sitkus materjali võimele energiat neelata. Vastupidavus on materjali võime neelata energiat, kui see on elastselt (st mittepüsivalt) deformeerunud, ja vabastada see energia mahalaadimisel. Sitkus seevastu on energia koguhulk, mida materjal võib enne purunemist absorbeerida, sealhulgas nii elastne kui ka plastiline (st püsiv) deformatsioon.
2. Pinge-deformatsiooni kõvera alune ala: Elastsust esindab pindala materjali pinge-deformatsiooni kõvera elastse osa all (kuni voolavuspiirini), kvantifitseerides energia mahuühiku kohta, mida materjal suudab neelata ja millest taastuda. Sitkus on esindatud pinge-deformatsiooni kõvera all oleva kogupindalaga kuni murdumispunktini, mis näitab materjali võimet absorbeerida energiat enne purunemist.
3. Rakendused ja materjali omadused: Konstruktsioonide või toodete projekteerimisel valitakse suure vetruvusega materjal, kui eesmärk on minimeerida deformatsiooni pinge all ja tagada materjali esialgse kuju (nagu vedrud) tagasipöördumine. Kõrge sitkusega materjal valitakse siis, kui eesmärk on vältida äkilist purunemist, mis on tingitud praost või sälgust (nagu autokeredel või laevakeredel).

Mis on vastupidavus?

Vastupidavus on defineeritud kui materjali omadus salvestada või neelata energiat ilma püsiva deformatsioonita. Kui pinget või survet avaldatakse, kuulub see materjalide mehaaniliste omaduste hulka. 

Suure elastsusega materjalid deformeeruvad elastsuse piirides ja neil on taas oma algne kuju. Materjalid, millel on vastupidavusomadused, on näiteks – kumm ja teatud sulamid.

Mis on sitkus?

Sitkus on defineeritud kui mis tahes materjali võime neelata energiat ilma purunemiseta. See on ka üks materjalide mehaanilistest omadustest. Seda mõõdetakse pinge-deformatsiooni kõvera alla jääva kogupindalaga. 

Materjali käitumine sitkuses on seotud materjalidega, millel on enne purunemist plastiline deformatsioon. Tugevuse valem on järgmine -
Sitkus = Pindala pinge-deformatsiooni kõvera alune

Erinevus vastupidavuse ja sitkuse vahel

1. Mõistet vastupidavus määratletakse kui materjali omadust säilitada või neelata energiat ilma püsiva deformatsioonita. Samal ajal määratletakse terminit sitkus kui mis tahes materjali võimet absorbeerida energiat ilma purunemiseta.
2. Elastse materjali käitumine on elastne deformatsioon, mille käigus materjal taastab oma esialgse kuju. Seevastu materjalide tugevus sarnaneb plastilise deformatsiooniga, mille käigus materjal läbib püsiva deformatsiooni.
3. Elastsust mõõdetakse pinge-deformatsiooni kõvera elastset piirkonda katva kogu ala järgi. Teisest küljest mõõdetakse materjali tugevust pinge-deformatsiooni kõvera all oleva kogu ala järgi.
4. Materjali elastsuse tähtsus seisneb energia neelamises ja taastumises pärast väikest deformatsiooni. Teisest küljest on materjali sitkuse tähtsus suutlikkuses vältida suuri deformatsioone või lööke. 
5. Pinge-deformatsiooni kõvera kolmnurkne ala elastse piirkonna all tähistab elastsust. Samal ajal tähistab tugevust pinge-deformatsiooni kõvera alune kogupindala.
6. Materjali käitumine elastsuse korral seisneb selles, et see on seotud materjalidega, millel on kõrge elastsusmoodul (jäikus). Teisest küljest on materjali käitumine sitkuses seotud materjalidega, millel on enne purunemist plastiline deformatsioon. 

Vastupidavuse ja sitkuse võrdlus

Võrdluse parameeter	Vastupidavuse	Visadus
Määratlus	See on materjali omadus salvestada või neelata energiat ilma püsiva deformatsioonita	See on mis tahes materjali võime neelata energiat ilma purunemata
Käitumine	Elastne deformatsioon	Plastiline deformatsioon
Meede	See on pinge-deformatsiooni kõvera elastse piirkonna all olev kogu pindala	See on pinge-deformatsiooni kõvera all olev kogu ala
Tähendus	See on võime neelata energiat ja taastuda pärast väikest deformatsiooni	See on võime takistada suuri deformatsioone või lööke
esindus	Pinge-deformatsiooni kõvera kolmnurkne ala elastse piirkonna all	Pindala, mis jääb pinge-deformatsiooni kõvera alla
Materiaalne käitumine	Seotud materjalidega, millel on kõrge elastsusmoodul (jäikus)	Seotud materjalidega, mis võivad enne purunemist plastiliselt deformeeruda
Valem	Vastupidavus = 0.5 × pinge saagisel × pinge saagisel	Sitkus = Pindala pinge-deformatsiooni kõvera alune
KOGUS	J / m3 või J/g	J / m2 või J/m3
Kriitiline kasutamine	Löögi summutamiseks ja elastsuse piiriga kandevõimeks	Materjalid, mis võivad avaldada märkimisväärset lööki või plastilist deformatsiooni

viited

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022391318303585

Viimati värskendatud: 24. novembril 2023