Saagikuse tugevus vs ülim tugevus: erinevus ja võrdlus

Võtme tagasivõtmine

1. Määratlus ja käitumine: voolavustugevus viitab maksimaalsele pingele, mille juures materjal hakkab plastiliselt deformeeruma, mis tähendab, et see ei taastu pärast koormuse eemaldamist oma esialgset kuju. Seevastu ülim tugevus näitab maksimaalset pinget, mida materjal võib enne purunemist või purunemist venitamisel või tõmbamisel taluda.
2. Materjali käitumise punkt: materjal läheb voolavuspiiri juures üle elastsest deformatsioonist (ajutiselt) plastiliseks deformatsiooniks (püsiv). Ülim tugevus seevastu tähistab punkti, kus materjal pärast olulist plastilist deformatsiooni täielikult puruneb.
3. Praktilised mõjud: Insenerid arvestavad konstruktsioonide või komponentide projekteerimisel voolavuspiiriga tagamaks, et materjal ei muutu eeldatava koormuse korral püsivaks. Ülim tugevus annab ohutusvaru, suunates insenerid absoluutsetele piiridele enne katastroofilist riket. Mõlemad on disainirakenduste ohutuse ja vastupidavuse seisukohast üliolulised.

Mis on saagikuse tugevus?

Voolutugevus on defineeritud kui punkt, kus materjal hakkab deformeeruma ilma deformatsiooni suurenemiseta. See on materjali üks olulisemaid mehaanilisi omadusi. See on punkt, kus materjal läheb üle või muutub elastsest deformatsioonist plastiliseks deformatsiooniks. 

Kui materjalile rakendatakse koormust, mis ületab selle voolavuspiiri, põhjustab see püsivat muutust. See omadus aitab inseneridel leida parima materjali ja kujundada selle nii, et see taluks tavalisi töötingimusi ilma täiendavate püsivate muudatusteta.

Mis on ülim tugevus?

Ülim tugevus on väidetavalt maksimaalne pinge, mille materjal suudab enne purunemist takistada. Seda tuntakse ka nimetuse "tõmbetugevus" all. Teisisõnu võib öelda, et erinevate materjalide omadus on see, et nad ei talu enam neile rakendatavat koormust. 

Materjali ülima tugevuse või näiteks tõmbetugevuse teadasaamiseks mõõdavad insenerid seda mõne tõmbekatsega, mille käigus rakendatakse erinevat koormust kuni materjali katkemiseni. Ülioluline on teada mis tahes materjali tõmbetugevust, mis aitab hiljem sobiva materjali valikul ning vajaliku ohutusvaru ja tugevusega konstruktsioonide kavandamisel.

Erinevus tootlikkuse ja ülima tugevuse vahel

1. Voolutugevus on defineeritud kui punkt, kus materjal hakkab deformeeruma ilma deformatsiooni suurenemiseta. Seevastu ülim tugevus on maksimaalne pinge, mille materjal suudab enne purunemist takistada.
2. Materjali käitumine voolavuspiiris on järgmine – see võtab pärast materjali pinge eemaldamist tagasi oma esialgse kuju. Samas on materjali poolt näidatud käitumine piirtugevuse korral järgmine – see toob kaasa püsivad muutused, kui pinge ületab voolavuspiiri.
3. Joonepiiri tähistav sümbol on sigma y, st σy. Ja vastupidi, ülimat tugevust tähistav sümbol on sigma u, st σu. 
4. Voolupiiri tähtsus seisneb selles, et see näitab piiri, milleni materjal suudab ohutult koormusi hoida ilma kuju deformeerimata. Teisest küljest on ülima tugevuse tähtsus selles, et see räägib koormuse maksimaalsest kandevõimest enne tõrke tekkimist.
5. Voolutugevuse suhe on see, et see on madalam kui lõplik tugevus. Teisest küljest on lõpliku tugevuse suhe võrreldes voolavuspiiriga suhteliselt kõrgem.
6. Voolutugevust arvestatakse ruumides, kus deformatsioon peaks olema minimaalne, näiteks – masinaosad, hooned, sillad jne. Samal ajal arvestatakse piirtugevust tingimustes, kus nõutakse maksimaalset tugevust, näiteks – autokomponendid, ohutuskriitilised lennundus jne. 
7. Inseneriprojektides on tähtsustatud voolavustugevust, mis on oluline konstruktsioonide valmistamisel, tagades, et antud materjal püsib normaaltingimustes oma elastsuse piirides. Seevastu inseneriprojektides on oluline ülim tugevus, mis on hädavajalik konstruktsioonide loomiseks, mis taluvad maksimaalseid koormusi ja hoiavad ära nende katastroofiliste rikete.

Saagikuse ja ülima tugevuse võrdlus

Võrdluse parameeter	Saagise tugevus	Ülim tugevus
Määratlus	Punkt, kus materjal hakkab deformeeruma ilma pinge suurenemiseta	Väidetavalt on see maksimaalne pinge, mille materjal võib enne purunemist takistada
Käitumine	See taastab oma esialgse kuju pärast materjali pinge eemaldamist	See toob kaasa püsivad muutused, kui pinge ületab voolavuspiiri
Sümbol	σy	σu
Tähendus	See näitab piiri, mille jooksul materjal suudab koormust ohutult hoida ilma kuju deformeerumiseta	See räägib koormuse maksimaalsest kandevõimest enne rikke ilmnemist
Suhe	Üldiselt madalam kui ülim tugevus	Kõrgem kui voolavuspiir
Vara tähtsus	Neid kasutatakse ruumides, kus deformatsioon peaks olema minimaalne, näiteks masinaosad, hooned, sillad jne.	Neid kasutatakse tingimustes, kus on vaja maksimaalset tugevust, näiteks – autokomponendid, ohutuskriitilised kosmosesõidukid jne.
Insenerikujundus	See on vajalik konstruktsioonide valmistamisel, tagades, et antud materjal jääks tavatingimustes oma elastsuse piiridesse	Konstruktsioonide loomisel on oluline vastu pidada maksimaalsetele koormustele ja vältida nende katastroofilisi rikkeid.

viited

1. https://link.springer.com/article/10.1007/S11665-008-9225-5
2. https://www.mdpi.com/1996-1944/15/3/832

Viimati värskendatud: 19. august 2023