Wytrzymałość na rozciąganie a granica plastyczności: co naprawdę przenoszą pasy i zawiesia do ładunku

Wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności: krótka odpowiedź

Granica plastyczności to naprężenie, przy którym materiał przestaje zachowywać się elastycznie i zaczyna się trwale odkształcać. Poniżej tego punktu taśma rozciąga się pod obciążeniem i powraca do swojej pierwotnej długości po zwolnieniu obciążenia. Powyżej pozostaje część odcinka.

Wytrzymałość na rozciąganie, a dokładniej wytrzymałość na rozciąganie (UTS), to najwyższe naprężenie, jakie osiąga materiał w próbie rozciągania. Gdy krzywa przekroczy ten szczyt, próbka przewęża się, a następnie pęka.

• W przypadku materiałów ciągliwych wytrzymałość na rozciąganie jest zawsze wyższą z dwóch liczb.
• Granica plastyczności ma znaczenie, gdy trwałe odkształcenie jest awarią, której nie można zaakceptować: rozciągnięty pasek, wygięty wspornik, ładunek przesuwający się z powodu utraty napięcia.
• Wytrzymałość na rozciąganie ma znaczenie, gdy pęknięcie jest niepowodzeniem, którego nie można zaakceptować, i nigdy nie staje się samo w sobie ograniczeniem roboczym; normy produktowe dzielą to najpierw przez współczynnik bezpieczeństwa.

Praktyczna zasada: plastyczność decyduje o tym, czy część nadal pasuje i utrzymuje napięcie, rozciąganie decyduje o tym, czy pęknie, a współczynnikiem bezpieczeństwa jest odległość, jaką projektant utrzymuje między nimi.

Odczytywanie krzywej naprężenie-odkształcenie

Próba rozciągania rozciąga próbkę z kontrolowaną szybkością i rejestruje naprężenie (siła podzielona przez pierwotny przekrój) względem odkształcenia (wydłużenie podzielone przez pierwotną długość). Krzywa ma trzy rozpoznawalne etapy.

1. Etap elastyczny: linia jest prosta, naprężenie jest proporcjonalne do odkształcenia, a odciążenie przywraca próbkę do pierwotnej długości.
2. Stopień plastyczności i plastyczności: krzywa odbiega od linii prostej, odkształcenie staje się trwałe, a utwardzanie przez odkształcenie zwiększa naprężenia w miarę wzrostu wydłużenia.
3. Przewężanie i pękanie: po wierzchołku przekrój zwęża się lokalnie, naprężenia konstrukcyjne spadają, a próbka pęka.

Kiedy czytasz dane dostawców, znaczenie mają dwie konwencje. Metalom bez ostrej granicy plastyczności, w tym większości stopów aluminium i wielu stali, przypisuje się granicę plastyczności z przesunięciem 0,2%: naprężenie, przy którym krzywa odbiega o 0,2% odkształcenia od linii sprężystości. A spadek po piku jest częściowo geometryczny, ponieważ naprężenia inżynieryjne są obliczane na pierwotnym obszarze, nawet gdy obszar rzeczywisty się kurczy.

Jaka wytrzymałość na rozciąganie mówi w praktyce

Ostateczna wytrzymałość na rozciąganie jest wartością maksymalną, a nie dopuszczalną. Oznacza koniec użytecznego przenoszenia ładunku, a w przypadku materiałów plastycznych pojawia się z widocznym ostrzeżeniem: pasek się wydłuża, lakier pęka, ogniwo łańcucha się rozciąga. W przypadku kruchych materiałów, takich jak niektóre odlewy i hartowane elementy konstrukcyjne, granica plastyczności i wytrzymałości na rozciąganie są blisko siebie, więc prawie nie ma żadnego ostrzeżenia, dlatego te elementy mają szersze współczynniki bezpieczeństwa i wymagania dotyczące okresowych kontroli.

Dane dotyczące rozciągania są przesyłane niezawodnie tylko wtedy, gdy metoda testowa jest z nimi związana. Próba rozciągania metali odbywa się zgodnie z ASTM E8 lub ISO 6892-1, natomiast taśmy są testowane zgodnie z odpowiednią normą produktową, taką jak EN 12195-2 dla pasów mocujących. Porównywanie wytrzymałości na zrywanie podanej dla jednej metody z oceną uzyskaną na podstawie innej jest częstym błędem w zamówieniach.

Od numeru materiału po pojemność znamionową

Żaden standard produktu nie pozwala użytkownikowi pracować przy wytrzymałości na rozciąganie. Każda norma ustala stosunek pomiędzy wytrzymałością na zerwanie komponentu a wartością znamionową wydrukowaną na etykiecie, a stosunek ten określa, gdzie dane materiałowe spotykają się z zaopatrzeniem.

W przypadku pasów mocujących zgodnych z normą EN 12195-2 oznaczona zdolność mocowania (LC) nie może przekraczać połowy wytrzymałości pasa na zerwanie, a na etykiecie znajduje się również informacja o standardowej sile naciągu (STF), której nie powinno przekraczać napinanie ręczne. Dlatego też 50-milimetrowa taśma poliestrowa oznaczona LC 2500 daN ma wytrzymałość na zerwanie co najmniej 5000 daN. W Ameryce Północnej wytyczne WSTDA obowiązują przy współczynniku konstrukcyjnym 3:1, dlatego też 2-calowy pasek reklamowany jako wytrzymałość na zerwanie 10 000 funtów jest zwykle oceniany na około 3333 funtów obciążenia roboczego.

Od strony produkcyjnej wybrano taśmę poliestrową o wysokiej wytrzymałości właśnie dlatego, że zapewnia większą wytrzymałość na zerwanie na gram przędzy, co sprawia, że ​​pasek jest lekki, a jednocześnie pozostawia przestrzeń nad głową przekraczającą jego zdolność do mocowania. Wytrzymały 3-calowy pasek o tej konstrukcji jest dobrym przykładem produktu, w przypadku którego etykieta, raport z testów i norma powinny być zgodne.

3-calowy poliestrowy pasek zapadkowy z podwójnymi hakami w kształcie litery J 3-calowy pasek poliestrowy o dużej wytrzymałości na rozciąganie z podwójnymi hakami w kształcie litery J, długość 27 stóp, maksymalne obciążenie robocze 5400 funtów i wytrzymałość na zerwanie 16200 funtów do mocowania ciężkich ładunków. Zobacz produkt →