Kaj je elastična meja?

Meja elastičnosti materiala je pomemben dejavnik v civilnem, mehanskem in vesoljsko inženirstvu in oblikovanju. Meja elastičnosti, imenovana tudi meja tečenja, je zgornja meja napetosti, ki jo je mogoče uporabiti na materialu, preden se trajno deformira. Ta meja se meri v funtih na kvadratni palec (psi) ali newtonih na kvadratni meter, znanih tudi kot pascal (Pa).

Meja elastičnosti je funkcija elastičnosti materiala. Elastičnost je sposobnost materiala, da se po odstranitvi obremenitve ali napetosti vrne v prvotno obliko ali dimenzije. Vsi materiali se bodo deformirali, ko pride do napetosti ali obremenitve. Deformacija je merilo količine deformacije, ki se pojavi, ko je material pod napetostjo.

Elastična deformacija se pojavi, ko je material izpostavljen nizki napetosti. Po odstranitvi napetosti bo izginil, material pa se bo vrnil v prvotno stanje. Plastična deformacija se pojavi pri napetostih nad mejo elastičnosti. Material, ki ima plastično obremenitev, se po odstranitvi napetosti ne bo popolnoma opomogel in se vrnil v prvotne dimenzije.

To lastnost lahko ponazorimo s primerom vzmeti. Če je utež obešen na en konec vzmeti, pri čemer je nasprotni konec pritrjen, bo vzmet podaljšala. Če uporabite majhno količino uteži in jo nato odstranite, se bo vzmet vrnila na prvotno dolžino. Če na vzmet nanesete preveliko težo, se bo ta trajno deformirala in se po odstranitvi uteži ne bo vrnila na prvotno dolžino. Vzmet se je plastično deformirala, ker je napetost, ki jo povzroča teža, presegla mejo elastičnosti.

Materiali imajo merljivo razmerje med uporabljeno napetostjo in posledično obremenitvijo. To razmerje je mogoče narisati v krivulji napetost-deformacija. Nagib krivulje napetost-deformacija ostane konstanten v območju, kjer se pojavi elastična deformacija. Meja elastičnosti je točka, kjer uporabljena napetost povzroči nastanek trajne deformacije in se spremeni naklon krivulje napetost-deformacija.

Vsi materiali nimajo meje elastičnosti. Duktilnost je merilo količine trajne deformacije pred popolno okvaro. Nodljivi materiali, kot sta jeklo in medenina, bodo doživeli veliko plastično deformacijo, preden pride do končne okvare. Krhki materiali, kot sta steklo in beton, bodo pokazali malo ali nič plastične deformacije, popolna okvara pa se pogosto zgodi takoj, ko je dosežena kritična vrednost napetosti. Zaradi tega krhki materiali običajno nimajo točke tečenja.