W dzisiejszym świecie Krzywa naprężenia stał się tematem o wielkim znaczeniu i zainteresowaniu ludzi w każdym wieku i na różnych etapach życia. Niezależnie od tego, czy jest to zjawisko kulturowe, ważne wydarzenie, wpływowa osobowość czy aktualny temat, Krzywa naprężenia przykuł uwagę ogółu społeczeństwa. Kontynuując eksplorację i dyskusję na temat Krzywa naprężenia, niezwykle ważne jest zrozumienie jego wpływu na nasze życie i otaczający nas świat. W tym artykule przeanalizujemy różne istotne aspekty dotyczące Krzywa naprężenia i jego wpływu na dzisiejsze społeczeństwo.
Krzywa naprężenia ilustruje, jaka jest współzależność naprężenia i wydłużenia materiału. Krzywa ta może mieć różny kształt w zależności od substancji, jej kształtu i warunków, w jakich poddawana jest naprężeniu, na przykład od temperatury. Można na tej krzywej wyróżnić pewne charakterystyczne strefy:
Poszczególne zakresy mogą mieć różny rozmiar dla różnego typów materiałów, co więcej, nie wszystkie muszą wystąpić w krzywej naprężenia.
Równie ważną informacją dotyczącą materiału jest kształt ścieżki odciążenia czyli kształt krzywej jaka się tworzy kiedy po obciążeniu tylko do pewnej wartości zaczynamy zmniejszać obciążenie. Z punktu widzenia teorii wyróżnia się trzy możliwe, wyidealizowane zachowania:
Oprócz tego występują kombinacje różnych zachowań: np. materiały sprężysto-plastyczne czy materiały plastyczne z degradacją.
Kształt krzywej naprężenia (i odciążenia) jest podstawą klasyfikacji materiałów na
Podział ten jest nieostry i są materiały, które trudno zaliczyć do którejś z tych grup. Przykładem może być polimer, którego krzywą naprężeń pokazuje rys. 2. Obszar sprężystości przechodzi tu płynnie w obszar plastyczności. Innym przykładem może być beton, który przy ściskaniu wykazuje własności plastyczne a przy rozciąganiu jest kruchy i wyraźnie się degraduje.
Dla materiałów sprężystych, w dużym zakresie naprężeń, pozostają one sprężyste (długi odcinek pierwszy). Zakres sprężystości może ograniczać się tylko do zakresu stosowalności prawa Hooke’a, co widać na rys. 1 dla stali. Zakres plastyczności występuje i jest wykorzystywany na przykład do wyciągania cienkich drutów z prętów. W materiałach sprężystych można precyzyjnie określić ich wytrzymałość, czyli maksymalne naprężenie, po którym musi nastąpić zerwanie – jest to naprężenie odpowiadające najwyższemu punktowi krzywej. Punkt zerwania też jest precyzyjnie określony. Materiałami sprężystymi są m.in. metale i niektóre tworzywa sztuczne.
W materiałach plastycznych zakres sprężystości jest bardzo mały, w przeciwieństwie do zakresu plastyczności. Trudno jest w tych materiałach określić wytrzymałość i punkt zerwania. Do materiałów plastycznych zalicza się m.in. glinę, plastelinę, oraz praktycznie wszystkie grunty.
Materiały takie mają dość mały zakres sprężystości. Brak jest zakresu plastyczności. Do takich materiałów należy m.in. szkło i ceramika.