Diferența dintre tensiune și deformație

Diferența principală – Tensiune vs. Deformație

Când forțele de deformare acționează asupra unui obiect, ele pot schimba forma obiectului. Principala diferență între tensiune și deformație este că tensiunea măsoară forța de deformare pe unitatea de suprafață a obiectului, în timp ce deformația măsoară modificarea relativă a lungimii cauzată de o forță deformantă.

Ce este tensiunea

Când o forță încearcă să deformeze un obiect, spunem că obiectul se află sub tensiune. Tensiunea este definită ca fiind forța de deformare pe unitatea de suprafață a obiectului. Deoarece putem rezolva orice forță asupra unui obiect în direcții paralele și perpendiculare pe suprafață, definim tensiunea normală ca fiind egală cu forța perpendiculară la suprafață pe unitatea de suprafață. În mod similar, definim tensiunea de forfecare ca fiind forța paralelă cu suprafața pe unitatea de suprafață. Dacă forța care acționează asupra unei suprafețe este $F$ și aria suprafeței este $A$ , atunci tensiunea $\sigma$ este dată de:

$\sigma=\frac{F}{A}$

Contrastul are aceleași dimensiuni ca și presiunea, astfel că unitățile folosite pentru măsurarea tensiunii sunt tot N m-2 sau Pa (1 Pa=1 N m-2). Atunci când forțele acționează pentru a prelungi materialul, tensiunea se numește tensiune de tracțiune. Când forțele încearcă să comprime un material, tensiunea este denumită tensiune de compresiune.

Ce este deformația

Detragerea măsoară cantitatea de deformare relativă cauzată de o forță care acționează asupra unui obiect. Pentru a simplifica aici, vom lua în considerare doar deformația normală, creată de o tensiune normală. Să presupunem că lungimea inițială a obiectului este $l_0$ și că, din cauza stresului, lungimea se modifică la $l_1$ . Modificarea lungimii este $\Delta l=l_1-l_0$ . Deformația $\epsilon$ este dată atunci de,

$\epsilon =\frac{\Delta l}{l_0}$

Din moment ce deformația este dată de o fracție în care atât numărătorul cât și numitorul au unități de lungime, deformația însăși nu are unități. adică este o „mărime adimensională”. Este obișnuit să vedem deformația exprimată în termeni de procente.

Curba de tensiune vs. deformație

Potem să desenăm un grafic al modului în care se modifică deformația într-un corp pe măsură ce variem tensiunea care acționează asupra obiectului (acest lucru se poate face, de exemplu, prin adăugarea de greutăți). Aceste grafice, numite curbe de tensiune vs. deformație, dezvăluie o mulțime de informații despre natura materialului din care este făcut obiectul. Figura de mai jos arată curba tipică de tensiune-deformație pentru un material ductil („ductil” înseamnă că materialul poate fi bine întins):

Diferența dintre tensiune și deformație - Curba_vs_de_tensiune_pentru_un_material_ductil

Curba de tensiune-deformație pentru un material ductil

Plasamentul regiunii elastice a curbei se numește modulul Young. Acesta este un număr foarte important pentru inginerii de materiale, deoarece oferă câtă deformație ar fi provocată de o anumită tensiune într-un material.