Wat is treksterkte? Deze vraag doemt op wanneer je deze term op de etiketten van verschillende producten ziet staan. Treksterkte wordt beschouwd als een indicator van hoe sterk een materiaal is. Dit is echter geen volledige informatie, want deze term heeft een breed bereik. Veel industrieën vertrouwen erop bij het kiezen van grondstoffen.
Onthoud dat het van het grootste belang is om de ware betekenis van treksterkte te kennen. Waarom? Omdat het het vermogen en de duurzaamheid van verschillende materialen laat zien. Materiaal met minder treksterkte zou een lage sterkte hebben en omgekeerd. Dit artikel gaat over treksterkte en hoe je die correct kunt meten. Dus laten we beginnen!
Overzicht van treksterkte
Treksterkte is de kracht of spanning die een materiaal kan ondergaan voordat het breekt. Het is eenvoudigweg het spanningspunt waar het materiaal de kracht niet langer kan weerstaan. Het resultaat is dat het breekt in plaats van terug te keren naar zijn oorspronkelijke vorm. Elk materiaal heeft een unieke treksterkte. Materialen met een hogere treksterkte zijn duurzaam.
De internationale eenheid van treksterkte is Pascal. Er worden echter ook andere eenheden gebruikt om trekmaterialen uit te drukken. In het Amerikaanse systeem wordt bijvoorbeeld Pounds-force per square inch (psi) gebruikt. Hoe hoger de treksterkte, hoe beter en sterker het materiaal. De treksterkte van aluminium is bijvoorbeeld ongeveer 5800 tot 7200 PSI.
Aan de andere kant heeft rubber een treksterkte van ongeveer 2100 PSI, wat aangeeft dat aluminium robuuster is. Het heeft meer kracht of spanning nodig om te breken. Je vraagt je misschien af waarom we de treksterkte moeten weten. Onthoud dat we verschillende materialen gebruiken op basis van hun sterkte. Wil je bijvoorbeeld zwak materiaal gebruiken voor je project?
Je antwoord zou NEE zijn! Maar hoe weten we of het materiaal stevig of goed genoeg is om hoge spanning te verdragen? Dat is waar treksterkte in beeld komt. Deze meet hoeveel spanning een materiaal kan verdragen voordat het breekt. Fabrikanten selecteren het materiaal dus op basis van de behoeften van hun projecten.
Het gaat niet alleen om sterkte, maar ook om de elasticiteit van verschillende materialen. Zo kan de fabrikant een weloverwogen beslissing nemen. Zonder de treksterkte te kennen, maken ze uiteindelijk de verkeerde keuze. De verkeerde materialen die de leverancier nodig heeft voor de sterkte zouden alleen maar ellende veroorzaken.
Het belang van treksterkte
Fabrikanten gebruiken verschillende materialen bij het maken van verschillende producten. Toch? Die materialen kunnen metalen, rubbers of plastic zijn. Elk product heeft verschillende sterktes nodig, afhankelijk van waar het wordt gebruikt. Alle metalen lijken sterk te zijn. Je zou zeggen dat een product van metaal robuust is.
Metaal zou dus gebruikt moeten worden om sterke producten te maken. Maar zo werkt het niet. Verschillende metalen hebben een verschillende treksterkte. Dus meten fabrikanten de treksterkte van deze metalen. Het meten van de treksterkte helpt hen om het beste materiaal te gebruiken. Ze zullen bijvoorbeeld een steviger materiaal gebruiken om het product duurzaam te maken.
Er zijn vergelijkbare rubbersoorten verkrijgbaar. Elk van deze soorten heeft verschillende sterktes. Hun gebruik is dus ook gebaseerd op de treksterkte. Het meten van de treksterkte geeft aan hoe elastisch een rubbermateriaal is. In eenvoudige woorden, hoeveel trek of rek een materiaal kan verdragen.
Dat is allemaal mogelijk dankzij de gemeten waarde van de treksterkte. Moet je de treksterkte meten als je een product of materiaal koopt? Het antwoord is NEE! Als klant hoef je dat niet te doen. Verschillende producten worden geleverd met labels waarop deze waarde staat vermeld. Treksterkte en de meting ervan zijn alleen essentieel voor fabrikanten.
Hoe meet je de treksterkte van materialen?
Verschillende trekbanken worden gebruikt om de treksterkte te meten. Elke testmachine heeft zijn eigen kenmerken en werkwijze. Sommige machines hebben vier punten om de materialen vast te houden, terwijl andere twee punten hebben en eenvoudig te gebruiken zijn.
1- Voorbereiding van monster
Laten we het exacte proces bespreken om de treksterkte van een materiaal te vinden. Eerst moet je een klein proefstuk (monster) van het materiaal in de testmachine gebruiken. Als het materiaal te groot is, moet je het snijden. Onthoud dat we alleen een proefstuk nodig hebben voor deze test. Bijvoorbeeld, als je rubber materiaal hebt dat te groot is.
Neem voor deze test een klein stukje van dit materiaal dat in de machines past. De eigenschappen die kleine stukjes vertonen, geven de eigenschappen van het hele materiaal aan. Tijdens het testen breekt het rubberen materiaal bijvoorbeeld snel. Dit betekent dat het hele materiaal zwak zal zijn en gemakkelijk zal breken.
2- De machine gebruiken
Zoals ik al eerder zei, kunnen trekbanken twee, drie of zelfs vier punten hebben. Elk punt houdt het materiaal vast. Ik leg deze test uit aan de hand van een tweepuntstrekbank. Eerst moet je het materiaal vastklemmen aan het uiteinde van de punt. Vervolgens klem je de tweede kant van het werkstuk vast met een andere punt.
Schakel daarna de machine in. De punt oefent spanning uit op het werkstuk. Onthoud dat beide machinepunten het materiaal in tegengestelde richting uitrekken. Als de ene punt het materiaal bijvoorbeeld omhoog trekt, zal de andere het naar beneden trekken. Het resultaat is dat het materiaal onder spanning komt te staan door scheuren en uitzetten.
De machine zal de spanning/kracht constant blijven verhogen. Onthoud dat de machine de uitgeoefende kracht en de rek die optreedt registreert. Er komt een moment dat het materiaal niet langer rekt. Het zal breken. Simpel gezegd, het kan geen spanning of kracht meer verdragen.
Dit is de hoogste rekfase die een materiaal kan doorstaan. Op dit punt noteert de machine de kracht en de rek van het materiaal (dwarsdoorsnede). Deze kracht en doorsnede kunnen worden gebruikt om de exacte treksterkte te bepalen. Dit is de formule:
Treksterkte = kracht (F) ÷ doorsnedeoppervlak (A)
A universele trekcontrole toont zowel kracht als oppervlakte op het scherm. Je moet deze waarden noteren wanneer het materiaal breekt. Door deze waarden in de formule te gebruiken, meet je de exacte treksterkte van dat materiaal.
Verschillende soorten treksterkte
Er zijn verschillende soorten treksterkte. Deze categorisering is gebaseerd op hoe een materiaal zich gedraagt onder verschillende sterktes. Deze types klinken misschien gelijkaardig, maar ze verschillen van elkaar. Hier is hun lijst:
- Opbrengststerkte
- Breekpunten
- Uiteindelijke treksterkte
Eenvoudig gezegd zijn dit drie stadia. Wanneer je spanning uitoefent, ondergaat het materiaal verschillende stadia voordat het breekt. Het eerste materiaal verandert bijvoorbeeld van vorm door de spanning. Het keert echter terug naar zijn positie als de spanning wordt weggenomen. Het punt waarop het materiaal permanent vervormt, wordt de rekgrens genoemd. Op dit niveau kan het materiaal zijn vorm nooit meer herstellen.
Het punt waar het materiaal breekt, wordt het breekpunt genoemd. Over het algemeen zijn breekpunt en treksterkte vergelijkbaar. UTS vertegenwoordigt ook het punt van hoge spanning dat een materiaal kan verdragen voordat het zichzelf beschadigt. Maar op het breekpunt breekt het materiaal. Na dit niveau kan het zelfs geen kleine hoeveelheid druk meer verdragen.
Factoren die de treksterkte beïnvloeden
Sommige factoren beïnvloeden de treksterkte van verschillende materialen. De lijst van deze factoren is als volgt:
- Blootstelling aan hitte
- Verwarming
- Samenstelling materialen
- Productieprocessen
Als de materialen aan hitte blootgesteld blijven, neemt hun treksterkte af. Op dezelfde manier zullen koude temperaturen de treksterkte verhogen. Maar deze verandering in sterkte is over het algemeen zeer minimaal. Blootstelling aan hitte en hittebehandeling zijn twee verschillende dingen. Warmtebehandeling is het strategische gebruik van warmte om materialen te modificeren.
Fabrikanten gebruiken bijvoorbeeld gloeien, een warmtebehandelingsproces dat de treksterkte vermindert. Omgekeerd is afschrikken een ander warmtebehandelingsproces dat de treksterkte verhoogt. De samenstelling van het materiaal is een andere factor die de treksterkte beïnvloedt. Zuivere metalen hebben over het algemeen een lagere treksterkte dan legeringen.
Het punt waar het materiaal breekt, wordt het breekpunt genoemd. Over het algemeen zijn het breekpunt en de uiteindelijke treksterkte vergelijkbaar. UTS vertegenwoordigt ook het punt met de hoogste spanning dat een materiaal kan verdragen voordat het zichzelf beschadigt. Maar op het breekpunt breekt het materiaal. Daarna kan het zelfs geen kleine hoeveelheid druk meer verdragen.
Veel Gestelde Vragen
Welke eenheden worden gebruikt om de treksterkte te meten?
Pascal (Pa) is een eenheid die internationaal wordt gebruikt om treksterkte te meten. Er worden echter ook andere eenheden gebruikt om dit uit te drukken, zoals MPa, PSI of PSI.
Wat is het verschil tussen treksterkte en vloeigrens?
Treksterkte is het hoogste spanningspunt waarbij materiaal breekt. De vloeigrens is het punt waarop het materiaal permanent begint te vervormen. Het breekt niet op dit niveau, maar keert niet terug naar zijn oorspronkelijke vorm.
Kan de treksterkte worden verbeterd?
Ja, de treksterkte van het materiaal kan worden verbeterd. Het toevoegen van onzuiverheden kan bijvoorbeeld de hardheid en treksterkte verhogen. Bovendien veranderen verschillende verhittingsbehandelingen ook de treksterkte van het materiaal.
Conclusie
Interessant is dat treksterkte een integrale rol speelt in de productkwaliteit. Het helpt fabrikanten bij het kiezen van het geschikte materiaal voor hun producten. Industrieën zoals de auto- en luchtvaartindustrie vertrouwen op de treksterkte. Ze gebruiken deze parameter bij het selecteren van materialen om betrouwbare producten te maken.
Houd er rekening mee dat verschillende materialen verschillende treksterkten hebben. In dit artikel leg ik uit hoe je treksterktes kunt meten. Kortom, je hebt een trekbank nodig en je kunt aan de slag. Hopelijk voegt dit artikel waarde toe aan het berekenen van de treksterkte van materialen.