Wat is de elastische limiet?

De elastische limiet van een materiaal is een belangrijke overweging in civiele, mechanische en ruimtevaarttechniek en -ontwerp.Elastische limiet, ook wel opbrengstpunt genoemd, is een bovengrens voor de spanning die kan worden toegepast op een materiaal voordat het permanent vervormt.Deze limiet wordt gemeten in ponden per vierkante inch (psi) of newton per vierkante meter, ook bekend als Pascals (PA).

Elastische limiet is een functie van de elasticiteit van een materiaal.Elasticiteit is het vermogen van een materiaal om terug te keren naar zijn oorspronkelijke vorm of afmetingen, nadat een belasting of spanning is verwijderd.Alle materialen zullen vervormen wanneer een spanning of belasting wordt toegepast.Rek is een maat voor de hoeveelheid vervorming die optreedt wanneer een materiaal onder spanning staat.

Elastische spanning treedt op wanneer een materiaal wordt blootgesteld aan lage spanning.Het zal verdwijnen nadat de stress is verwijderd en het materiaal zal terugkeren naar zijn oorspronkelijke staat.Plastic spanning zal optreden bij spanningen boven de elastische limiet.Een materiaal dat plastic spanning ervaart, zal niet volledig herstellen en terugkeren naar zijn oorspronkelijke dimensies nadat de stress is verwijderd.

Deze eigenschap kan worden geïllustreerd met behulp van het voorbeeld van een veer.Als een gewicht aan het ene uiteinde van een veer wordt opgehangen, met het tegenovergestelde uiteinde vast, zal het de veer verlengen.Als een kleine hoeveelheid gewicht wordt toegepast en vervolgens wordt verwijderd, keert de veer terug naar de oorspronkelijke lengte.Als teveel gewicht wordt toegepast op de veer, wordt deze permanent vervormd en keert het niet terug naar de oorspronkelijke lengte wanneer het gewicht wordt verwijderd.De veer heeft plastische vervorming ondergaan omdat de stress veroorzaakt door het gewicht de elastische limiet overschreed.

Materialen hebben een meetbaar verband tussen toegepaste stress en de resulterende spanning.Deze relatie kan worden uitgezet in een stress-rekcurve.De helling van de stress-rekcurve blijft constant in het gebied waar elastische spanning optreedt.De elastische limiet is het punt waar de uitgeoefende spanning een begin van permanente vervorming veroorzaakt en de helling van de spanning-rekcurve verandert.

Niet alle materialen hebben een elastische limiet.Ductiliteit is een maat voor de hoeveelheid permanente vervorming vóór volledig falen.Ductiele materialen, zoals staal en messing, zullen een grote hoeveelheid plastic vervorming ervaren voordat ultiem falen optreedt.Brosse materialen, zoals glas en beton, vertonen weinig of geen plastische vervorming, en volledig falen vindt vaak plaats onmiddellijk nadat een kritieke waarde van stress is bereikt.Om deze reden hebben brosse materialen meestal geen opbrengstpunt.