Τι είναι το Elastic Limit;

Το όριο ελαστικότητας ενός υλικού είναι σημαντικός παράγοντας στην πολιτική, μηχανική και αεροδιαστημική μηχανική και σχεδιασμό. Το ελαστικό όριο, που αναφέρεται επίσης ως σημείο διαρροής, είναι ένα ανώτερο όριο για την τάση που μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα υλικό πριν παραμορφωθεί μόνιμα. Αυτό το όριο μετριέται σε λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (psi) ή σε Νιούτον ανά τετραγωνικό μέτρο, γνωστό και ως πασκάλ (Pa).

Το όριο ελαστικότητας είναι συνάρτηση της ελαστικότητας ενός υλικού. Η ελαστικότητα είναι η ικανότητα ενός υλικού να επανέρχεται στο αρχικό του σχήμα ή διαστάσεις, μετά την αφαίρεση ενός φορτίου ή της τάσης. Όλα τα υλικά θα παραμορφωθούν όταν ασκηθεί τάση ή φορτίο. Η παραμόρφωση είναι ένα μέτρο της ποσότητας παραμόρφωσης που συμβαίνει όταν ένα υλικό βρίσκεται υπό τάση.

Η ελαστική καταπόνηση εμφανίζεται όταν ένα υλικό εκτίθεται σε χαμηλή τάση. Θα εξαφανιστεί μετά την αφαίρεση του στρες και το υλικό θα επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση. Η πλαστική καταπόνηση θα συμβεί σε τάσεις πάνω από το όριο ελαστικότητας. Ένα υλικό που υφίσταται πλαστική καταπόνηση δεν θα ανακάμψει πλήρως και δεν θα επιστρέψει στις αρχικές του διαστάσεις μετά την αφαίρεση της πίεσης.

Αυτή η ιδιότητα μπορεί να απεικονιστεί χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός ελατηρίου. Εάν ένα βάρος κρεμαστεί στη μία άκρη ενός ελατηρίου, με το αντίθετο άκρο σταθερό, θα επεκτείνει το ελατήριο. Εάν εφαρμοστεί ένα μικρό βάρος και στη συνέχεια αφαιρεθεί, το ελατήριο θα επιστρέψει στο αρχικό του μήκος. Εάν εφαρμοστεί πολύ βάρος στο ελατήριο, θα παραμορφωθεί μόνιμα και δεν θα επιστρέψει στο αρχικό του μήκος όταν αφαιρεθεί το βάρος. Το ελατήριο έχει υποστεί πλαστική παραμόρφωση επειδή η πίεση που προκαλείται από το βάρος υπερέβη το όριο ελαστικότητας.

Τα υλικά έχουν μια μετρήσιμη σχέση μεταξύ της εφαρμοζόμενης τάσης και της προκύπτουσας καταπόνησης. Αυτή η σχέση μπορεί να απεικονιστεί σε μια καμπύλη τάσης-παραμόρφωσης. Η κλίση της καμπύλης τάσης-παραμόρφωσης παραμένει σταθερή στην περιοχή όπου εμφανίζεται η ελαστική παραμόρφωση. Το όριο ελαστικότητας είναι το σημείο όπου η εφαρμοζόμενη τάση προκαλεί μια έναρξη μόνιμης παραμόρφωσης και η κλίση της καμπύλης τάσης-παραμόρφωσης αλλάζει.

Δεν έχουν όλα τα υλικά ένα όριο ελαστικότητας. Η ολκιμότητα είναι ένα μέτρο του ποσού της μόνιμης παραμόρφωσης πριν από την πλήρη αστοχία. Τα όλκιμα υλικά, όπως ο χάλυβας και ο ορείχαλκος, θα υποστούν μεγάλη ποσότητα πλαστικής παραμόρφωσης πριν συμβεί η τελική αστοχία. Τα εύθραυστα υλικά, όπως το γυαλί και το σκυρόδεμα, παρουσιάζουν μικρή ή καθόλου πλαστική παραμόρφωση και η πλήρης αστοχία συχνά συμβαίνει αμέσως μετά την επίτευξη μιας κρίσιμης τιμής τάσης. Για το λόγο αυτό, τα εύθραυστα υλικά συνήθως δεν έχουν σημείο διαρροής.