Una buena manera de pensarlo es en términos del experimento que a menudo se usa para desarrollar estos diagramas, a menudo llamado prueba de tracción, donde el material se sujeta como se muestra en la imagen a continuación.
Luego, las abrazaderas se separan a una velocidad fija. La máquina es tan poderosa que la rigidez de la muestra no importa: se desarma sin importar lo que pase. Por lo tanto, el desplazamiento es la entrada. Mientras esto sucede, la máquina mide la fuerza de reacción, que es la fuerza que la muestra debe soportar. Por lo tanto, la salida del experimento es una gráfica de la fuerza en función del desplazamiento. Luego, esto se puede convertir a la curva de tensión-deformación (de ingeniería) dividiendo el desplazamiento por la longitud inicial de la muestra para obtener tensión, y dividiendo la fuerza por el área de la sección transversal inicial de la muestra para obtener tensión.
Por lo tanto, piense en ello como la tensión que un material debe soportar cuando está sujeto a una cierta cantidad de tensión. Es mejor tratar primero de entender el régimen lineal (bajo esfuerzo y bajo esfuerzo) donde el esfuerzo de la parte aumenta el estrés en la parte como cabría esperar.
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Sin embargo, la parte no lineal también es importante de entender, y no tan intuitiva. Después de que la parte se ha estirado más allá de su límite elástico, los átomos comienzan a separarse permanentemente, lo que resulta en una menor rigidez, por lo que la pendiente comienza a disminuir. Finalmente, la pendiente se vuelve negativa, lo que inicialmente debería ser una bandera roja. ¿Por qué disminuiría el estrés cuando continúes esforzándolo? Bueno, la respuesta está en cómo se generó la trama. Los datos sin procesar fueron simplemente fuerza versus desplazamiento, y se convirtieron dividiendo por la geometría de muestra inicial. Sin embargo, a medida que la muestra continúa siendo extraída, el área en realidad disminuye en un fenómeno llamado “cuello”, como se muestra en la imagen a continuación.
Por lo tanto, la fuerza requerida para continuar tirando de la pieza disminuirá porque la rigidez geométrica de la región del cuello es mucho más baja que la geometría original. Sin embargo, en realidad puede explicar el cambio en el área para pasar de la tensión de esfuerzo de ingeniería a la tensión de esfuerzo real. La verdadera curva de tensión-deformación aumenta de forma monotónica como cabría esperar, como se muestra en el gráfico a continuación.
En realidad, hay una fórmula muy simple para convertir sus datos de tensión de tensión de ingeniería a tensión de tensión verdadera, que se muestra a continuación
Donde sye son tensión y tensión de ingeniería, y sigma y épsilon son tensión y tensión verdaderas.
Espero que esto ayude.
