Äußerste Zugbelastung (UTS), die häufig zur Zugbelastung (TS) oder äußersten Kraft verkürzt ist, ist die maximale Betonung, der ein Material widerstehen kann, während es gestreckt wird oder gezogen vor der Liebelei, die ist, wenn der Querschnitt des Musters anfängt sich bedeutsam zusammenzuziehen. Zugbelastung ist das Gegenteil der Druckkraft, und die Werte können ziemlich verschieden sein.

Der UTS wird gewöhnlich durch das Durchführen eines dehnbaren Tests und die Aufnahme der Betonung gegen die Beanspruchung gefunden; der höchste Punkt der Betonungsbeanspruchungskurve ist der UTS. Es ist ein intensives Eigentum; deshalb hängt sein Wert von der Größe des Testmusters nicht ab. Jedoch ist es von anderen Faktoren, wie die Vorbereitung des Musters, die Anwesenheit oder sonst Oberflächendefekte und der Temperatur des Testumfeldes und Materials abhängig.

Zugbelastungen werden im Design von hämmerbaren Mitgliedern selten verwendet, aber sie sind in spröden Mitgliedern wichtig. Sie werden für allgemeine Materialien wie Legierung, zerlegbare Materialien, Keramik, Plastik und Holz tabellarisiert.

Zugbelastung wird als eine Betonung definiert, die als Kraft pro Einheitsgebiet gemessen wird. Für einige nichthomogene Materialien (oder für gesammelte Bestandteile) kann es als eine Kraft oder als eine Kraft pro Einheitsbreite berichtet werden. Im SI-System ist die Einheit das Pascal (Pennsylvanien) (oder ein Vielfache davon, häufig megapascals (MPa), mit mega - Präfix); oder, gleichwertig zu pascals, Newton pro Quadratmeter (N/m ²). Die übliche Einheit ist Pfund-Kraft pro Quadratzoll (lbf/in ² oder psi), oder Kilos-Pfunde pro Quadratzoll (ksi, oder manchmal kpsi), der 1000 psi gleich ist; Kilos-Pfunde pro Quadratzoll werden für die Bequemlichkeit allgemein verwendet, wenn man Zugbelastungen misst.

Konzept

Hämmerbare Materialien

1. Äußerste Kraft

2. Ertrag-Kraft

3. Proportionale Grenze-Betonung

4. Bruch

5. Ausgleich-Beanspruchung (normalerweise 0.2 %)]]

1. Äußerste Kraft2. Ertrag-Kraft

3. Bruch

4. Beanspruchungshärtegebiet

5. Liebelei-Gebiet

A: Technikbetonung

B: Wahre Betonung]]

Viele Materialien zeigen geradliniges elastisches Verhalten, das durch eine geradlinige Betonungsbeanspruchungsbeziehung, wie gezeigt, in der Zahl bis zum Punkt 2 definiert ist, in dem Deformierungen nach der Eliminierung der Last völlig wiedergutzumachend sind; d. h. ein Muster geladen elastisch in der Spannung wird sich verlängern, aber wird zu seiner ursprünglichen Gestalt und Größe, wenn ausgeladen, zurückkehren. Außer diesem geradlinigen Gebiet, für hämmerbare Materialien, wie Stahl, sind Deformierungen Plastik. Ein plastisch verformtes Muster wird zu seiner ursprünglichen Größe nicht zurückkehren und sich wenn ausgeladen, formen. Bemerken Sie, dass es elastische Wiederherstellung eines Teils der Deformierung geben wird. Für viele Anwendungen ist Plastikdeformierung unannehmbar, und wird als die Designbeschränkung verwendet.

Nach der Dehngrenze werden hämmerbare Metalle eine Periode des Beanspruchungshärtens erleben, in dem die Betonung wieder mit der zunehmenden Beanspruchung zunimmt, und sie zum Hals beginnen, weil die Querschnittsfläche des Musters wegen des Plastikflusses abnimmt. In einem genug hämmerbaren Material, wenn Liebelei wesentlich wird, verursacht sie eine Umkehrung der Technikbetonungsbeanspruchungskurve (biegen Sie A); das ist, weil die Technikbetonung berechnet wird, die ursprüngliche Querschnittsfläche vor der Liebelei annehmend. Der Umkehrungspunkt ist die maximale Betonung auf der Technikbetonungsbeanspruchungskurve, und die Technikbetonungskoordinate dieses Punkts ist die dehnbare äußerste Kraft, die durch den Punkt 1 gegeben ist.

Der UTS wird im Design von hämmerbaren statischen Mitgliedern nicht verwendet, weil Designmethoden den Gebrauch der Ertrag-Betonung diktieren. Es wird jedoch für die Qualitätskontrolle wegen der Bequemlichkeit der Prüfung verwendet. Es wird auch verwendet, um materielle Typen für unbekannte Proben grob zu bestimmen.

Spröde Materialien

Spröde Materialien, wie Beton und Kohlenstoff-Faser, werden durch den Misserfolg an kleinen Beanspruchungen charakterisiert. Sie scheitern häufig, während sie sich noch auf eine geradlinige elastische Weise benehmen, und haben so keine definierte Dehngrenze. Weil Beanspruchungen niedrig sind, gibt es unwesentlichen Unterschied zwischen der Technikbetonung und der wahren Betonung. Die Prüfung von mehreren identischen Mustern wird auf verschiedene Misserfolg-Betonungen hinauslaufen, das ist wegen des Moduls von Weibull des spröden Materials.

Der UTS ist ein allgemeiner Technikparameter, wenn er spröde Mitglieder entwirft, weil es keine Dehngrenze gibt.

Prüfung

Gewöhnlich ist die Prüfung mit Einnahme einer kleinen Probe mit einem festen Querschnitt-Gebiet und dann des Ziehens davon mit einer kontrollierten, allmählich zunehmenden Kraft bis zur Beispieländerungsgestalt oder den Brechungen verbunden.

Wenn

sie Metalle prüft, entspricht Einrückungshärte geradlinig der Zugbelastung. Diese wichtige Beziehung erlaubt wirtschaftlich wichtige nichtzerstörende Prüfung von Hauptteil-Metallübergaben mit dem Leichtgewichtler, der sogar tragbaren Ausrüstung wie tragbare Härte-Prüfer von Rockwell.

Es sollte bemerkt werden, dass, während sich der grösste Teil von Metall wie Platte formt, Bar, Tube und Leitung den Test UTS ausstellen können, müssen Fasern, wie Kohlenstoff-Fasern, eines Zoll im Durchmesser nur 2/10,000. seiend, in Zusammensetzungen gemacht werden, nützliche wirkliche Formen zu schaffen. Wie der datasheet auf T1000G unten anzeigt, während der UTS der Faser an 6,370MPa sehr hoch ist, ist der UTS einer abgeleiteten Zusammensetzung 3,040MPa - weniger als Hälfte der Kraft der Faser.

Typische Zugbelastungen

:Many der Werte hängen von Fertigungsverfahren und Reinheit/Zusammensetzung ab.

:Multiwalled-Kohlenstoff nanotubes hat die höchste Zugbelastung jedes Materials noch gemessen mit Laboratorien, die sie an einer Zugbelastung von 63 GPa noch ganz unter ihrer theoretischen Grenze von 300 GPa erzeugen. Die ersten nanotube Taue (20 Mm in der Länge), wessen Zugbelastung (2000) veröffentlicht wurde, hatten eine Kraft von 3.6 GPa. Die Dichte hängt von der Produktionsmethode ab, und der niedrigste Wert ist 0.037 oder 0.55 (Festkörper).

Die:The-Kraft von Spinne-Seide ist hoch variabel. Es hängt von vielen Faktoren einschließlich der Art von Seide ab (Jede Spinne kann mehrere zu verschiedenen Zwecken erzeugen.), Arten, Alter von Seide, Temperatur, Feuchtigkeit, wird Schnelligkeit, an der Betonung während der Prüfung, Länge-Betonung angewandt wird, und Weise angewandt, wie die Seide gesammelt wird (hat silking oder das natürliche Drehen gezwungen). Der Wert, der im Tisch, 1000 MPa gezeigt ist, ist die Ergebnisse von einigen Studien grob vertretend, die mit mehreren verschiedenen Arten der Spinne jedoch spezifische Ergebnisse geändert außerordentlich verbunden sind.

:Human-Haarkraft ändert sich durch die Ethnizität und chemischen Behandlungen.

• Kraft von Flexural
• Kraft von Materialien
• Dehnbare Struktur
• Schwierigkeit

Weiterführende Literatur

• Giancoli, Douglas, Physik für die Wissenschaftler-& Ingenieur-Drittel-Ausgabe (2000). Oberer Sattel-Fluss: Saal von Prentice.
• T Follett, Leben ohne Metalle
• George E. Dieter, mechanische Metallurgie (1988). McGraw-Hügel, das Vereinigte Königreich