Wie berechnet man die Streckgrenze?

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Anonim

Produktdesigner müssen herausfinden, wie viel sie „geben“ müssen, da sie davon ausgehen, dass die Benutzer sie auf Herz und Nieren prüfen, z. B. biegen, quetschen oder ziehen. Wie viel etwas gedehnt werden kann und immer noch in seine ursprüngliche Form zurückkehrt, wird Elastizität genannt. Ein ähnliches Maß, wie sehr sich Kunststoff oder Metall dehnen und gestreckt halten oder in seine ursprüngliche Form zurückkehren kann, ohne dabei zu brechen, ist die Streckgrenze. Um dies zu bestimmen, muss man experimentieren, ist aber ein wesentlicher Bestandteil des Engineering-Prozesses.

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Studieren Sie Ihr Produkt

Beginnen Sie mit der Beurteilung der möglichen Streckgrenze eines Objekts, indem Sie zuerst bestimmen, ob es zäh oder spröde ist. Laut Science Buddies.org bedeutet duktil, dass etwas gedreht / gebogen werden kann, was seine Form ändert, aber nicht beschädigt, wie eine Büroklammer. Oder es kann spröde sein, was bedeutet, dass es leicht zerbricht oder zersplittert wie Glas.

Finden Sie einen Standard, um die Streckgrenze zu messen. Engineers Edge sagt, eine übliche Druckmessung in den Vereinigten Staaten sei Pfund pro Quadratzoll. Irrigationtutorials.com sagte, es gibt Standardmessgeräte und -werkzeuge zur Messung des PSI, einschließlich spezifischerer Instrumente zum Messen bestimmter Typen wie Luft, für die man ein Barometer verwenden würde.

Messen Sie die Spannung und Dehnung mit einer sogenannten Spannungsprüfmaschine. Sciencebuddies sagt, dass diese Maschinen für verschiedene Zeitspannen unterschiedliche Mengen an kontrollierter Kraft anwenden können.

Wiederholen Sie Ihren Drehmoment- / Belastungstest an Ihrem duktilen Gegenstand und verfolgen Sie den Punkt, an dem bleibende Schäden oder Verformungen auftreten. In dem Beispiel einer Büroklammer könnte die Klammer leicht gebogen sein, um Papier zu halten, und wird normalerweise leicht in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren. Wenn Sie den Clip jedoch mehrmals hin und her biegen, wird er endgültig und dauerhaft einrasten. Dies wäre die Fließgrenze.

Fügen Sie bei Bedarf zusätzliche Spannungen hinzu, und halten Sie diese auch mit Ihrer Spannungstestmaschine im Auge, z. B. indem Sie die zum Biegen oder Dehnen des Objekts verwendete Kraft proportional erhöhen oder die Zeitdauer der Kraft anwenden.

Plotten Sie Ihr Experiment. Die Ingenieure Edge.com und Science Buddies legen nahe, dass der beste Weg zur Bestimmung der Streckgrenze und Streckgrenze Ihres Produkts die Erstellung einer Grafik ist. Machen Sie aus der Y-Achse die aufgebrachte Spannung und die gemessene Dehnung als Reaktion auf die X-Achse.

Spitze

Die Druckeinheiten unterscheiden sich in Ländern, in denen das metrische System und das imperiale System in den Vereinigten Staaten verwendet werden. Möglicherweise müssen Sie Ihre Ergebnisse von PSI in Pascal konvertieren, eine andere akzeptierte Druckeinheit. Verwenden Sie ein Online-Konvertierungstool wie www.imperialtometric.com/conversion_de.htm#pressure.