Kaj je natezna napetost?

Natezna napetost nastane, ko je material izpostavljen vlečni ali raztezni sili. Stres je opredeljen kot sila, ki deluje na površino preseka, s tipičnimi enotami funtov na kvadratni palec (psi) ali newtonov na kvadratni meter, znanih tudi kot paskali (Pa). Vrsta napetosti, ki ji je material izpostavljen, je odvisna od tega, kako se sila uporablja. Tri osnovne vrste napetosti so natezna, tlačna in strižna. Razumevanje te sile je pomembno pri izbiri materialov za uporabo v strojništvu in oblikovanju.

Dimenzije predmeta pod napetostjo se bodo spremenile zaradi obremenitve ali deformacije, ki se pojavi, ko deluje sila. Material, ki je pod natezno napetostjo, se bo ob obremenitvi podaljšal ali raztegnil. Material, izpostavljen nizki obremenitvi, se bo po odstranitvi sile vrnil v prvotne dimenzije. Pri visokih napetostih se material morda ne vrne v prvotno stanje, ko se sila odstrani in pride do trajne deformacije. Razmerje med uporabljeno napetostjo in ustrezno obremenitvijo se lahko uporabi za napovedovanje obnašanja materiala, ko je izpostavljen natezni napetosti.

Na voljo je oprema za testiranje, ki lahko natančno izmeri napetost in deformacijo, ki jo doživlja material, ter ustvari krivuljo napetost-deformacija. Krivulja napetost-deformacija običajno zagotavlja razumevanje, kako se bo material obnašal, ko je izpostavljen uporabljeni natezni sili, in določa največjo dovoljeno napetost, preden pride do trajne deformacije in končne odpovedi. Za merjenje natezne napetosti se na preskusni vzorec uporablja postopoma naraščajoča sila in izmeri se in zapiše količina sile, ki je potrebna za raztezanje in končno zlom vzorca. Za materiale, ki so izpostavljeni natezni napetosti in doživijo veliko deformacijo pred zlomom, se šteje, da imajo visoko elastičnost.

Največja natezna napetost, ki jo material lahko prenese, preden se pokvari, je znana kot natezna trdnost ali končna natezna trdnost. Vrednost končne natezne trdnosti se pri različnih materialih zelo razlikuje. Mehki, upogljivi materiali – kot so številne plastike, gume in kovine – veljajo za elastične in bodo podvrženi znatnim deformacijam, preden pride do popolne okvare. Trdi in krhki materiali, kot sta beton in steklo, bodo imeli malo ali nič deformacij, preden pride do popolne okvare. Končna natezna trdnost za številne različne vrste kovine, lesa, stekla, gume, keramike, betona in plastike je na voljo v različnih referenčnih priročnikih o lastnostih materialov.