Вся сталь має модуль Юнга в 200 ГПа (29 000 кс) (це нахил прямої частини графіка). Кінцева сила міцності становить від 300 до 400 МПа (пік графіка), а вихідний показник зазвичай становить близько 200 МПа (де пряма стає вигнутою).
У тестовій машині ви можете розтягнути та стиснути сталеву планку вгору та вниз, щоб навпаки була пряма частина графіка (ну, втома настане). Але як тільки ви потрапите у вигнуту частину, розвантаження піде іншим шляхом (див. Пунктир).
Для конструктивних цілей міцність урожаю є обмежуючим фактором. Іншими словами, ви хочете, щоб ваш дизайн повністю обмежувався еластичною (прямою) областю діаграми напруження / деформації. Якщо ви переходите в пластикову область, ви постійно деформуєте матеріал. (Хоча конструктори літаків досить сильно потрапляють у пластиковий регіон із міркувань ваги).
Єдина причина купувати нержавіючу сталь - це те, що вам потрібна властивість з нержавіючої сталі (тобто закінчення робіт). Це занадто дорого. Для більшості цілей достатньо звичайних заходів щодо захисту від іржі (наприклад, належне покриття та обслуговування фарби або навіть хромування готових поверхонь). Нержавіюча сталь має менший модуль Юнга і деформується більше при малих навантаженнях. Однак ця "розтяжність" робить її значно жорсткішою (але не сильнішою!). Подумайте про те, щоб обрізати суху гілочку проти зеленої.
Твердість не має значення для структурних цілей. Це стає фактором виготовлення інструментів та конструкції верстатів, але не для простих застосувань для несучих навантажень.
Редагувати:
Жорсткість / пружність.
Спочатку нам потрібно визначити деформацію як (Довжина деформації) / (початкова довжина). Це безрозмірна кількість, але ви можете використовувати мм / мм або в / в, якщо ви хочете думати про це таким чином. Ви також можете вважати це як% stretch / 100 (тобто вимірюється як PerUnit, а не PerCent - база 1, а не 100)
Тепер ми визначаємо напругу як застосовану силу над площею поперечного перерізу. Подумай над цим. Чим більше сили, тим більше розтягування. Чим товщі планка, тим більше опір розтягуванню. Тож стрес - це поєднання цих двох факторів.
Рівняння деформації - напруження = E * деформація, де E - модуль Юнга, або модуль пружності. Він має одиниці тиску - зазвичай виражається в ГПа (Kn / мм ^ 2) або в Kpi (кілофаунд-сила на квадратний дюйм).
Таким чином, дріт 1 мм ^ 2 збільшиться вдвічі в довжині, якщо навантажений силою 200 Кн - насправді він зламається задовго до цього.
Згинання:
Це складно, і нам потрібно з’ясувати другий момент площі поперечного перерізу. Для прямокутника це I = bh ^ 3/12, де b - горизонтальний розмір, а h - вертикальний розмір. Це передбачає, що навантаження знижується. Якщо ви завантажуєте горизонтально, то визначте вертикаль і горизонталь з точки зору напрямку сили.
Тепер нам потрібно побудувати функцію завантаження. Це математична функція, яка визначає силу в кожній точці променя.
Інтегруйте цю функцію. Результат - функція зсуву.
Інтегруйте його ще раз. Результат - функція моменту згинання.
Помножте його на 1 / EI (модуль Юнга * Момент інерції) Цей фактор враховує і матеріальну властивість, і геометричну властивість.
Інтегруйте його ще раз. Результат - функція кута відхилення (у радіанах)
Інтегруйте його ще раз. Результат - функція абсолютного відхилення. Тепер ви можете підключити х (відстань від походження) і отримати відхилення в будь-яких одиницях, з якими працювали.