חוזק תשואה לעומת חוזק מתיחה
תוֹכֶן
התוצאות של כל ניסוי מכני מוצגות במונחים של מתח ומתח ולכן מקורם של המונחים כמו תשואה וכוח מתיחה. ההבדל העיקרי ביניהם הוא שעוצמת התפוקה היא הכוח הנדרש לייצור עיוות פלסטי בחומר ואילו חוזק המתיחה הוא הכוח הדרוש לשבירת החומר לצמיתות.
תוכן: ההבדל בין חוזק התשואה לחוזק המתיחה
- טבלת השוואה
- מהו חוזק תשואה?
- מהו חוזק מתיחה?
- הבדלים עיקריים
- הסבר וידאו
טבלת השוואה
| בסיס הבחנה | חוזק תשואה | חוזק מתיחה |
| הגדרה | כוח המופעל על חפץ לייצר עיוות פלסטי. | כוח המשמש על עצם כדי ליצור שבירה קבועה |
| אינטנסיביות | כמות מינימאלית של כוח | כמות כוח מרבית |
| תהליכים | לפעילויות בהיקף קטן יותר כמו זיוף, כרסום וגלגול. | למטרות בקנה מידה גדול יותר כגון ייצור חומר ובנייה. |
| דוגמא | חבל, חוט | כלים |
מהו חוזק תשואה?
זה יכול להיות מעט מסובך מבחינת הנדסה מכיוון שהוא מחושב רק במקרה בו החומרים המשמשים אינם מראים את נקודת התשואה המדויקת. זהו הכוח המופעל על חומר, והוא מתחיל להתעוות פלסטית, נקודה זו מכונה חוזק תשואה. בדרך כלל זה נלקח כ- 0.25 מהאורך המקורי אך יכול להשתנות בהתאם לגורמים. לפני הנקודה בה חומר מגיע למגבלת התפוקה שלו, הוא תמיד יחזור למקומו המקורי ויעבור את תופעת האלסטיות, אך ברגע שהוא יגיע לנקודת התפוקה שלו, הוא לא יכול לשנות חזרה לצורתו המקורית כאשר הכוח יוסר. אם נסתכל על זה בצורה תלת מימדית, מספר מספר של נקודות תשואה ידוע כשטח תשואה. המטרה העיקרית למצוא את הערך לכך היא לגלות את גבול הביצועים של כל גורם מכני. דבר אחד שיש לזכור הוא שזה לא נקודה מסוכנת וחומר יכול לעבוד כמו שצריך וניתן להשתמש בו גם אם הוא מגיע לגבול התשואה שלו. השימוש העיקרי בו בתעשייה הוא לבצע מספר פונקציות כמו זיוף, גלגול ולחיצה על החומר המשמש. ברגע שאנו יודעים ערך זה, ניתן לחזק את החומר באופן מתאים, ולהפעיל יותר כוח. ניתן להגדיר אותו גם בשמות אחרים כמו גבול אלסטי אמיתי, גבול מידתיות ועוצמת התשואה עצמה.
מהו חוזק מתיחה?
בכל פעם שאנחנו מדברים על אורך המילה, מתיחה תשויך אליה. זהו אחד המאפיינים הפיזיים הציבוריים ביותר של החומר ושימש בנושא למטרות שונות. במילים פשוטות, ניתן להגדירו את כמות הכוח המדוד הנדרש כדי למשוך משהו או להגדיל את אורכו עד לנקודה שהוא נשבר. זה מכונה גם חוזק אולטימטיבי. יש לכך הרבה דוגמאות טובות, אך העיקריות שבהן יהיו בכל פעם שאדם מושך חבל כשמנגן במשיכה. יכול להיווצר זמן בו המיתר עלול להישבר, כמות הכוח שתשתמש בכדי להתרחש תיקרא כוח המתיחה של אותו חבל. לכל חומר יש חוזק מתיחה משלו, אך הנפוצים שבהם הם פלדה מבנית, שיש לה חוזק של 400 מגפ"ס ואלומיניום בעל חוזק אולטימטיבי של 455 מגפ"ס.יש תהליך פשוט מאוד לברר את הערך לכך, ניתן לחשב את חוזק המתיחה כשינוי אורך החומר מחולק באורך המקורי ואז הכוח המופעל מאפס ייתן את ערך חוזק המתיחה. לרוב החומרים יש ערך קבוע לכך, ולכן ניתן לראות אותו בקלות מהטבלה במקום לחשב. זה נדרש לרוב לצרכי בנייה ובעוד ייצור מוצר בתעשייה או לצורך הניתוח.
הבדלים עיקריים
- חוזק התשואה הוא מתח המופעל על חומר כדי לשנות את צורתו ואילו חוזק המתיחה הוא כמות הלחץ המופעל על חומר כדי לשבור אותו.
- חוזק התפוקה הוא עיוות של 0.25% הנגרם על ידי כוח המופעל על האורך המקורי ואילו חוזק מתיחה הוא העיוות הכולל שיכול להיגרם.
- ניתן למצוא חוזק מתיחה לכל חומר ואילו חוזק התשואה יכול לחשב רק עבור חומרים שאין להם נקודת תפוקה.
- התפקיד העיקרי של חוזק מתיחה הוא לתת ערכים כך שניתן יהיה לבצע תהליכים בתעשייה ואילו התפקיד העיקרי של חוזק התשואה הוא לתהליכי זיוף, לחיצה, עיצוב.
- חוזק התפוקה הוא כמות הכוח המינימלית המופעלת על חפץ ואילו חוזק מתיחה הוא כמות הכוח המרבית המופעלת על עצם.
