Pevnost (fyzika)

Z Multimediaexpo.cz

Přejít na: navigace, hledání
Broom icon.png Tento článek potřebuje úpravy. Můžete Multimediaexpo.cz pomoci tím, že ho vylepšíte.
Jak by měly články vypadat, popisují stránky Vzhled a styl a Encyklopedický styl.
Broom icon.png

Pevnost je fyzikální vlastnost pevných látek, vyjadřující jejich odolnost vůči vnějším silám. Rozeznáváme tři druhy pevnosti:

Někdy se uvádějí ještě další pevnosti, závisející nejen na fyzikálních vlastnostech materiálu, ale i na jeho profilu:

  • vzpěrná pevnost
  • torzní pevnost
  • pevnost v ohybu

Pro zjišťování pevnosti (respektive meze pevnosti) jsou užívány specializované přístroje a metodiky.

Obsah

Vzorce

S pevností souvisí mez pevnosti σp (může být značena i jinak), jednotkou je Pa (Pascal). Mez pevnosti je maximální hodnota normálového napětí σn, při které ještě není porušena celistvost materiálu. Vypočítá se jako podíl deformující síly F a průřezu kolmého řezu S, na který tato síla působí: σn= F/S, nebo jako součin součin relativní deformace ε a materiálové konstanty E: σn= εE. V případě prostorové napjatosti je mezní stav pevnosti vyjádřen tzv. mezní plochou pevnosti v prostoru hlavních napětí (též Haighův nebo Haighův-Westergaardův prostor). K určení mezní plochy pevnosti mohou vést různé přístupy: fyzikální, experimentální, hypotetický. Fyzikální přístup je omezen úrovní znalostí o vnitřní stavbě látek. Naproti tomu hypotetický přístup je často využíván kvůli jednoduchosti použití při dostačující přesnosti.

Hypotézy pevnosti pro houževnaté materiály

Houževnaté materiály se po překročení meze kluzu dostanou do plastického stavu, proto se napjatost obvykle vztahuje k mezi kluzu . Prostorová napjatost se přepočte na tzv. redukované napětí (σred) a to se porovnává s dovoleným napětím. Má být , kde je mez kluzu a je koeficient bezpečnosti.

  • τmax (též Trescova): ; (σ1 a σ3 jsou největší a nejmenší hlavní napětí).
  • energetická (HMH nebo von Misesova):

Hypotézy pevnosti pro křehké materiály

Křehké materiály mají rozdílnou pevnost v tahu a v tlaku.

  • Podmínka křehké pevnosti podle maximálního normálového napětí ():

Pro tah: . Pro tlak: .

  • Mohrova podmínka křehké pevnosti: ,

kde . Pro houževnaté materiály je a Mohrova podmínka přejde v hypotézu "".

Pevnostni kritéria pro kompozitní materiály

  • mikroskopická (maximální napětí, maximální deformace)
  • makroskopická: např. Hillovo, Tsai-Wu, Puck, LaRC.

Související články