¿Por qué una curva de tensión-deformación disminuye después de alcanzar la máxima resistencia a la tracción? ¿Qué significa físicamente, específicamente refiriéndose al estrés de ingeniería versus el estrés verdadero?

La última región de la curva de tensión-deformación es donde la matriz del material está tan estresada que comienza a fallar. Deformarse a nivel molecular y atómico en una deformación irreversible. Comienza a deformarse al adelgazarse hasta el cuello. Es más débil aquí. por eso. Por supuesto, una muestra quebradiza se romperá. Y la muestra dúctil o coriácea se estira y adelgaza … llamada “cuello”, ya que forma un cuello cada vez más delgado en el centro de la muestra de prueba de “hueso de perro”.

Este cuello de la muestra ya no está bajo el control completo del probador. El cuello ya no es la muestra estándar de prueba de dimensiones. A partir de aquí, solo puede estimar las dimensiones de la muestra. Y así, su capacidad para calcular el estrés por área está limitada por eso . Con las cámaras, PUEDES obtener estimaciones decentes, pero el “Estrés de ingeniería” mide la cantidad de energía necesaria para continuar el estiramiento. “Estrés verdadero” sería la dimensión ideal medida y / o porción controlada de esta región de la prueba de muestra. Y aunque no es imposible estimar las dimensiones del cuello … Simplemente no es tan útil, porque la “tasa de fallas” está ligada de manera flexible y estadística al verdadero estrés. Y TIENE QUE hacer suficientes réplicas de muestras, para ver un esfuerzo promedio útil en caso de falla, y tiene que repetirlas hasta obtener una desviación estándar útil. 10 réplicas no es infrecuente. A menudo un mínimo. Y si repite la prueba a diferentes velocidades, es probable que vea un conjunto muy divergente de curvas de Stress Syrain en la Región Definitiva. Entonces, si está diseñando algo así como el desmoronamiento del guardabarros automático … debe conocer la (s) tasa (s) de impacto para probar a esa tasa (esas tasas). Y, por supuesto, he simplificado demasiado Way a un esfuerzo científico tan digno.

Entonces, si usted es un ingeniero reflexivo y competente, generalmente no va a tratar de usar el material de interés … en esta área de la curva … Calcular la cantidad de material necesario y paredes delgadas, y así permitir que el material sea desafiado en esta región ligeramente impredecible. Por lo general, eso se considera una ingeniería deficiente, … a menos que esté calculando el pandeo en un puente protector de la estación, o zonas de plegado automático.

Normalmente, esto se consideraría un fracaso no agraciado (e inesperado). Por lo general, no es algo bueno. Imagine un ala del avión doblando hacia abajo y quedando torcida … desde un aterrizaje duro … un teléfono celular o una caja de computadora portátil que se rompe en miles de pedazos, cuando accidentalmente cae 3 pies. La cuerda de un escalador se estira y se estira, cada vez más y más débil … en lugar de sostener a un alpinista y su mochila, con comida y carpa. O los neumáticos del vehículo fallan al estirarse demasiado (explotar) en una carretera caliente y caliente. O una vía de tren que se extiende incluso un poco, por sobrecargar un vagón pesado … podría seguir y seguir.

Por lo general, no usamos materiales en esta región de tensión-deformación. Y aunque TODOS los regímenes de prueba de material dependen de la TASA, la falla del material en la zona final … es aún más sensible a las variaciones de la tasa y a las imperfecciones del material. Es un poco como … jugar con fuego.

Capiche?

La siguiente curva de tensión-deformación del acero (la curva verdadera se muestra como línea de puntos y la curva nominal se muestra como línea continua) muestra que la tensión verdadera no disminuye con el aumento de la tensión. Durante el cuello, debido a la disminución en el área real de la sección transversal, el estrés continúa aumentando. Sin embargo, si la tensión se calcula sobre el área de la sección transversal original (curva nominal), la tensión parecerá disminuir.

Ref: NPTEL

Respuesta breve y concisa:

El esfuerzo de ingeniería se define como la fuerza medida por la celda de carga dividida por la sección transversal inicial de la muestra medida al comienzo de la prueba.

La deformación plástica ocurre a volumen constante. Esto significa que cuanto más alarga plásticamente un material en una dirección, más se contraen las otras direcciones, lo que resulta en un área más pequeña para soportar la carga aplicada. Además, en cierto punto se produce una inestabilidad conocida como “cuello”. Esta es la reducción localizada en la sección transversal de una parte de la muestra.

Aunque el material continúa endureciéndose, la reducción en el área es tan grande que disminuye la fuerza necesaria para seguir deformando la muestra. Como resultado, la tensión de ingeniería disminuye (aunque la tensión real en esa sección transversal continúa aumentando).

Avísame si necesitas que elabore 🙂