Zugfestigkeit und Bruchfestigkeit sind zwei wichtige Parameter. Die Hersteller berücksichtigen diese beiden Parameter bei der Auswahl eines beliebigen Materials. Leider halten die meisten Laien diese Parameter für dasselbe. Denken Sie daran, dass es zahlreiche Unterschiede zwischen ihnen gibt. Diese Entscheidungen entfachen die Debatte über Zugfestigkeit und Bruchfestigkeit.
Diese beiden Parameter sind bei der Beurteilung der Belastbarkeit eines beliebigen Materials hilfreich. Auf jedem Material ist die Zug- oder Bruchfestigkeit eines Objekts angegeben. Das bedeutet, dass Sie niemals eine Belastung oder ein Gewicht über diesen Grenzwert hinaus ausüben sollten. In diesem Artikel werde ich die Zugfestigkeit und die Bruchfestigkeit im Detail besprechen. Also, fangen wir an!
Was ist Zugfestigkeit?
In diesem Artikel geht es nicht darum, diese beiden Parameter direkt miteinander zu vergleichen. Vielmehr geht es darum, ihre Unterschiede zu verstehen. Lassen Sie uns also zunächst auf die Feinheiten der Zugfestigkeit eingehen.
Es ist die maximale Zugkraft, die ein Material aushalten kann. Wird diese Grenze überschritten, verformt sich das Material dauerhaft. Es wird also nicht mehr in seine vorherige Form oder Position zurückkehren. Denken Sie daran, dass das Material in diesem Stadium nicht bricht. Wissenschaftlich gesehen handelt es sich um eine Kraft (Spannung), die auf eine Flächeneinheit ausgeübt wird.
Die Zugfestigkeit einiger gängiger Materialien ist wie folgt:
- Gummi: 10-20 MPa
- Stahl: 400-1.500 MPa
- Aluminium: 90-570 MPa
Lassen Sie uns die Zugfestigkeit mit einfachen Worten beschreiben. Nehmen wir an, Sie haben einen Gummistreifen. Nun ziehen Sie daran und halten es mit einer gewissen Kraft. Wenn Sie jedoch aufhören zu ziehen, kehrt das Gummi in seine Position zurück. Wenn Sie jedoch weiter ziehen, erreichen Sie einen Punkt, an dem sich der Gummistreifen zu verformen beginnt.
Beim Verlassen kehrt er nicht in seine ursprüngliche Position zurück. Der Gummistreifen wird sich jedoch in einer akzeptablen Position befinden und nicht gerissen oder gebrochen sein. Diese Kraft in diesem Stadium ist die Zugfestigkeit des Gummistreifens. Bei der Zugfestigkeit bricht das Material nicht, sondern verformt sich nur. Es verliert seine Kapazität oder Fähigkeit, in seine Position zurückzukehren.
Hier ist die Formel zur Ermittlung der Zugfestigkeit:
Die Formel zur Berechnung der Zugfestigkeit lautet:
Zugfestigkeit = Maximale Kraft (F) / Querschnittsfläche (A)
Die Einheit der Zugfestigkeit von Pascal. Es gibt zwei Arten: Höchstzugkraft und Streckgrenze. Bei der UTS weist das Material eine erhebliche Verformung auf. Die Streckgrenze hingegen liegt vor, wenn das Material beginnt, sich geringfügig zu verformen. Die Streckgrenze ist immer geringer als die Höchstzugkraft.
Was ist Bruchfestigkeit?
Haben Sie die Bedeutung der Zugspannung verstanden? Werfen wir einen Blick auf die Bruchfestigkeit:
Sie ist die maximale Kraft oder Spannung, die ein Material aushalten kann. Nach dieser Kraft wird es brechen oder versagen. Im Allgemeinen verwechseln die Menschen Bruch mit Verformung. Nach der Bruchfestigkeit versagt das Material bei jeder angewandten Kraft. Nach dieser Kraft ist das Material nicht mehr zu gebrauchen.
Die Bruchfestigkeit einiger Materialien ist wie folgt:
- Glas: 35-70 MPa
- Nylon: 90-150 MPa
- Aluminium: 90-310 MPa
Lassen Sie uns die Bruchfestigkeit in leicht verständlichen Worten anhand des vorherigen Gummistreifens erläutern. Wenn man Kraft auf einen Gummistreifen ausübt, beginnt er sich zu verformen. Das Stadium, in dem er sich dauerhaft zu verformen beginnt, nennt man Zugfestigkeit. Wenn Sie jedoch weiter Druck ausüben, nähern Sie sich der Bruchstelle.
Es kommt ein Punkt, an dem Gummistreifen nicht mehr Kraft oder Stärke aushalten können. Dies ist die maximale Kraft, die ein Gummistreifen aushalten oder ertragen kann. Sie wird als Bruchfestigkeit bezeichnet. Jede geringfügige Erhöhung der Kraft führt zum Bruch oder Versagen des Materials. Einfach ausgedrückt, ist dies die maximale Kraft, die ein Material aushalten kann.
Was ist der Unterschied zwischen Zugfestigkeit und Bruchfestigkeit?
Im obigen Abschnitt habe ich die Zug- und die Bruchfestigkeit separat erläutert. Ich hoffe, dass Sie nun eine bessere Vorstellung von diesen Parametern haben. Nun ist es an der Zeit, die Unterschiede zwischen Zug- und Bremsfestigkeit zu erkennen.
1- Materielles Verhalten
Diese beiden Parameter helfen uns, das Verhalten und die Kapazität des Materials zu verstehen. Bei Zugfestigkeit beispielsweise wird das Material dauerhaft verformt. Es wird nicht mehr in seine ursprüngliche Form zurückkehren. Daher sollte die Zugfestigkeit nicht überschritten werden, damit das Material elastisch bleibt.
Andererseits gibt die Bruchfestigkeit die volle Belastbarkeit des Materials an. Angenommen, ein Material hat eine Bruchfestigkeit von 20 MPa. Das bedeutet, dass ein solches Material bei einer Belastung von 21 MPa nicht bricht oder versagt. Auf diese Weise geben uns diese Parameter verschiedene Informationen über das Material.
2- Stadium des Scheiterns
Die Zugfestigkeit sagt nichts über das Stadium des Versagens aus. Das Material verformt sich zum Beispiel, wenn die Zugfestigkeit erreicht ist. Aber Sie können es immer noch auf verschiedene Weise verwenden. Denken Sie daran, dass die Zugfestigkeit die Spannung angibt, bei der sich das Material zu verformen beginnt. Sie können das Material behalten, wenn es sich leicht verformt.
Das Material weist eine gewisse Elastizität auf, bevor die endgültige Zugfestigkeit erreicht wird. Andererseits zeigt die Bruchfestigkeit das vollständige Versagen des Materials an. Nehmen wir an, Sie haben ein Material und belasten es über seine Bruchfestigkeit hinaus. Dies führt zu Rissen, und das Material versagt oder bricht. Sie werden es nicht mehr verwenden können.
3- Flexibilität und Reichweite
Wie ich bereits sagte, gibt es zwei Arten von Zugfestigkeit. Dazu gehören die Streckgrenze und die Höchstzugfestigkeit. Die Streckgrenze gibt die Spannung an, bei der das Material beginnt, sich zu verformen. Sie kann jedoch noch verwendet werden und enthält eine gewisse Elastizität.
Nach der Streckgrenze erreicht man, wenn man weiterhin Kraft aufwendet, die ITS-Phase. Dies ist der Punkt, an dem das Material kurz vor dem Versagen steht. Das Material kann zwischen diesen beiden Begriffen verwendet werden. Bei der Bremsfestigkeit gibt es jedoch keine solche Bandbreite oder Typen. Wenn Sie die Bruchfestigkeit überschreiten, wird das Material versagen.
4- Anwendungen
Sowohl die Zugfestigkeit als auch die Bruchfestigkeit sind für die Hersteller von Bedeutung. Sie helfen ihnen, die tatsächliche Fähigkeit und den Wert des Objekts zu erkennen. Sie ermöglichen es ihnen, das Material für ihr Projekt sorgfältig auszuwählen. Bei der Herstellung von Trägern oder Säulen entscheiden sich die Hersteller beispielsweise für Materialien auf der Grundlage der Zugfestigkeit.
Die Hersteller stellen sicher, dass sie Lasten aufbringen, die das Material auch tragen kann. In ähnlicher Weise hilft die Bruchfestigkeit den Herstellern, die letzte Belastungsgrenze des Materials zu kennen. Haben Sie schon einmal Etiketten mit Versagenswarnungen auf verschiedenen Produkten gelesen? Die Hersteller fügen diese Warnungen oder Grenzwerte hinzu, indem sie die Bruchfestigkeit des Materials überprüfen.
Haben Sie schon einmal die Gewichtsgrenze auf der Aufzugskabine gesehen? Diese Grenze basiert auf der Bruchfestigkeit des Materials für diesen Aufzug. Wenn der Aufzug mit mehr Gewicht belastet wird, führt dies zum Versagen der Grenze. Denken Sie daran, dass diese Festigkeit in Labors mit Zugprüfmaschinen berechnet und getestet wird.
Ist Bruchfestigkeit das Gleiche wie Zugfestigkeit?
Die Antwort ist NEIN! Beides sind unterschiedliche Parameter oder Begriffe.
Bruchfestigkeit ist ein anderer Name für Bruchfestigkeit. Sie gibt den Spannungspunkt an, an dem ein Material bricht oder versagt. Andererseits ist die Zugfestigkeit die maximale Kraft, die ein Material aushalten kann, bevor es sich dauerhaft verformt.
Nach Erreichen der Zugfestigkeit kehrt das Material nicht mehr in seine ursprüngliche Position zurück. Das heißt, es verliert seine Elastizität. Es kann jedoch auch mit sehr geringer Elastizität noch verwendet werden. Anders verhält es sich mit der Bruchfestigkeit. An diesem Spannungspunkt reißt das Material und versagt. Das bedeutet, dass man es überhaupt nicht mehr verwenden kann.
Häufig gestellte Fragen
Ist die Zugfestigkeit dasselbe wie die Bruchfestigkeit?
Nein, die Zugfestigkeit gibt das Spannungsniveau an, bei dem sich das Material dauerhaft verformt. Die Bruchfestigkeit hingegen gibt die letzte Grenze der Belastung an. Danach versagt das Material und kann keiner weiteren Kraft oder Spannung mehr standhalten.
Was versteht man unter Bruchfestigkeit, und wie unterscheidet sie sich von der Bruchfestigkeit?
Es ist der Spannungspunkt, nach dem das Material bricht oder versagt. Mit einfachen Worten: Sie ist die letzte Grenze der Spannung. Die Bruchfestigkeit ist eine andere Bezeichnung für die Bruchfestigkeit.
Was ist der Unterschied zwischen Spannung und Zugfestigkeit?
Zugkraft und Zugfestigkeit sind zwei völlig unterschiedliche Begriffe. Zug bezeichnet jede Kraft oder jeden Druck, die/der auf ein Objekt ausgeübt wird. Die Zugfestigkeit hingegen bezeichnet die Kraft oder Spannung, die ein Material aushalten kann, bevor es sich dauerhaft verformt.
Verliert das Material seine gesamte Elastizität, wenn es bis zu seiner Zugfestigkeit gedehnt wird?
Das Material verliert den größten Teil seiner Elastizität und verformt sich dauerhaft. Man kann es jedoch immer noch bis zu seiner Höchstzugkraft ziehen oder dehnen. Nach der UTS wird das Material brechen und versagen.
Abschluss
Wie bereits erwähnt, sind Zugfestigkeit und Bruchfestigkeit zwei unterschiedliche Parameter. Viele Menschen verwechseln sie jedoch und halten sie für dasselbe. Das ist jedoch nicht richtig. In diesem Artikel habe ich ihre Unterschiede erörtert und festgestellt, dass beide unterschiedlich sind. Zum Beispiel ist die Zugfestigkeit die Kraft, die pro Flächeneinheit aufgebracht wird.
Jedes Material hat einen bestimmten Wert für die Zugfestigkeit. Wird dieser Wert überschritten, verformt es sich dauerhaft. Umgekehrt ist die Bruchfestigkeit die maximale Spannung, der ein Material standhalten kann. Wie die Zugfestigkeit hat auch die Bruchfestigkeit für jedes Material einen anderen Wert. Wird dieser Wert überschritten, verformt sich das Material nicht nur, sondern kann auch nicht mehr verwendet werden. Mit einfachen Worten: Es verschlechtert sich und wird unbrauchbar. Schließlich haben beide Parameter unterschiedliche Anwendungen in verschiedenen Bereichen.