Die Streckgrenze, auch als Streckgrenze oder Elastizitätsgrenze bekannt, ist ein wichtiger Wert, der bei der Auswahl eines Materials für Konstruktions- und Bauanwendungen zu berücksichtigen ist, insbesondere wenn erhebliche Lasten oder Spannungen aufgebracht werden. Ein Beispiel für die Verwendung des Werts ist beim Bau einer Struktur mit Stahlträgern: Es ist notwendig zu wissen, wie viel Belastung und Gewicht die Träger aushalten können, um eine solide Struktur zu bauen. Die Streckgrenze ist auch ein Schlüsselfaktor bei der Verarbeitung von Metallen, bei der das Metall typischerweise während des Herstellungsprozesses hohen Belastungen ausgesetzt wird.
In Konstruktionsanwendungen wird die Streckgrenze oft als Obergrenze für die zulässige Spannung verwendet, die angewendet werden kann. Dies ist besonders wichtig bei Materialanwendungen, die die Einhaltung präziser Maßtoleranzen bei hohen Spannungen und Belastungen erfordern. Die Fließgrenze wird normalerweise in Pfund pro Quadratzoll (psi) oder Newton pro Quadratmeter, auch bekannt als Pascal (Pa), gemessen.
Stress und Belastung
Die meisten Stoffe haben eine vorhersagbare und messbare Beziehung zwischen der angelegten Spannung und der resultierenden Dehnung oder Verformung, die auftritt. Dieser Zusammenhang lässt sich in einer Spannungs-Dehnungs-Kurve darstellen, die im Allgemeinen die Streckgrenze zeigt. Die Streckgrenze definiert die Spannung, die zu einer dauerhaften Verformung eines Materials führt.
Elastische Dehnung: Ein Material, das Zug- oder Zugspannungen ausgesetzt ist, wird gedehnt und gedehnt, was zu einer Dimensionsänderung führt. Bei geringer Belastung kann diese Belastung reversibel sein. Dies bedeutet, dass das Material nach dem Abbau der Spannung wieder seine ursprünglichen Abmessungen annehmen kann. Dies wird als elastische Dehnung bezeichnet.Plastische Dehnung: Wenn die aufgebrachte Spannung die Streckgrenze überschreitet, verformt sich ein Material bis zu dem Punkt, an dem es nach Wegnahme der Last nicht mehr zu seinen ursprünglichen Abmessungen zurückkehren kann. Dies wird als plastische Verformung oder plastische Dehnung bezeichnet, die das Ergebnis einer permanenten Verschiebung von Atomen innerhalb des Materials ist.
Duktile und spröde Materialien
Die Streckgrenze wird am häufigsten bei duktilen Materialien verwendet. Wenn ein Gegenstand oder Material duktil ist, wird es ziemlich verformt, bevor es tatsächlich bricht. Die Duktilität ist ein Maß dafür, wie viel Verformung vor dem vollständigen Versagen auftritt. Diese Materialien, wie beispielsweise Stahl und Aluminium, können vor einem solchen Ausfall eine erhebliche plastische Verformung erfahren.
Spröde Materialien wie Beton und Glas haben eine sehr geringe Elastizität und zeigen in der Regel keine oder nur geringe plastische Verformung vor dem Versagen. Aus diesem Grund hat sprödes Material keine Streckgrenze und neigt sofort nach Überschreiten eines kritischen Spannungswertes zum Versagen.