Otevřít hlavní menu

Pevnost (fyzika)

fyzikální vlastnost pevných látek, vyjadřující jejich odolnost vůči vnějším silám

Pevnost je fyzikální vlastnost pevných látek, vyjadřující jejich odolnost vůči vnějším silám.[1]

Obsah

Druhy pevnostiEditovat

Rozeznáváme tři druhy pevnosti:

Někdy se uvádějí ještě další pevnosti, závisející nejen na fyzikálních vlastnostech materiálu, ale i na jeho profilu:

  • vzpěrná pevnost
  • torzní pevnost
  • pevnost v ohybu

Zjišťování pevnostiEditovat

Pro zjišťování pevnosti (respektive meze pevnosti) jsou užívány specializované přístroje a metodiky.[2]

VzorceEditovat

S pevností souvisí mez pevnosti σp (může být značena i jinak), jednotkou je Pa (Pascal). Mez pevnosti je maximální hodnota normálového napětí σn, při které ještě není porušena celistvost materiálu. Vypočítá se jako podíl deformující síly F a průřezu kolmého řezu S, na který tato síla působí:

σn= F/S,

nebo jako součin součin relativní deformace ε a materiálové konstanty E:

σn= εE.

V případě prostorové napjatosti je mezní stav pevnosti vyjádřen tzv. mezní plochou pevnosti v prostoru hlavních napětí (též Haighův nebo Haighův-Westergaardův prostor). K určení mezní plochy pevnosti mohou vést různé přístupy: fyzikální, experimentální, hypotetický. Fyzikální přístup je omezen úrovní znalostí o vnitřní stavbě látek. Naproti tomu hypotetický přístup je často využíván kvůli jednoduchosti použití při dostačující přesnosti.

Hypotézy pevnosti pro houževnaté materiályEditovat

Houževnaté materiály se po překročení meze kluzu dostanou do plastického stavu, proto se napjatost obvykle vztahuje k mezi kluzu  .

Prostorová napjatost se přepočte na tzv. redukované napětí (σred) a to se porovnává s dovoleným napětím. Má být  , kde   je mez kluzu a   je koeficient bezpečnosti.

  • τmax (též Trescova):  ; (σ1 a σ3 jsou největší a nejmenší hlavní napětí).
  • energetická (HMH nebo von Misesova):  

Hypotézy pevnosti pro křehké materiályEditovat

Křehké materiály mají rozdílnou pevnost v tahu a v tlaku.

  • Podmínka křehké pevnosti podle maximálního normálového napětí ( ):

Pro tah:  . Pro tlak:  .

  • Mohrova podmínka křehké pevnosti:  ,

kde  . Pro houževnaté materiály je   a Mohrova podmínka přejde v hypotézu " ".

Pevnostní kritéria pro kompozitní materiályEditovat

  • mikroskopická (maximální napětí, maximální deformace)
  • makroskopická: např. Hillovo, Tsai-Wu, Puck, LaRC.

OdkazyEditovat

ReferenceEditovat

  1. GRUBER, Josef. Mechanika II, Pružnost a pevnost. [s.l.]: SPŠ strojní Plzeň Dostupné online. 
  2. Vlastnosti kovových materiálů a jejich zkoušení

Související článkyEditovat