Τι είναι το σημείο απόδοσης;

Το σημείο διαρροής, γνωστό και ως αντοχή διαρροής ή ελαστικό όριο, είναι μια σημαντική τιμή που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την επιλογή ενός υλικού για εφαρμογές σχεδιασμού και κατασκευής, ιδιαίτερα όταν εφαρμόζονται σημαντικά φορτία ή τάσεις. Ένα παράδειγμα του τρόπου με τον οποίο χρησιμοποιείται η τιμή είναι κατά την κατασκευή μιας κατασκευής με χαλύβδινες δοκούς: καθίσταται απαραίτητο να γνωρίζουμε πόση πίεση και βάρος μπορούν να αντέξουν οι δοκοί για την κατασκευή μιας υγιούς κατασκευής. Το σημείο διαρροής είναι επίσης ένας βασικός παράγοντας στην επεξεργασία των μετάλλων, η οποία συνήθως περιλαμβάνει την έκθεση του μετάλλου σε υψηλές τάσεις κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατασκευής.

Σε εφαρμογές σχεδιασμού, η αντοχή διαρροής χρησιμοποιείται συχνά ως ανώτατο όριο για την επιτρεπόμενη τάση που μπορεί να εφαρμοστεί. Είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε εφαρμογές υλικών που απαιτούν ακριβείς ανοχές διαστάσεων να διατηρούνται παρουσία υψηλών τάσεων και φορτίων. Το σημείο απόδοσης μετριέται συνήθως σε λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (psi) ή σε Newton ανά τετραγωνικό μέτρο, γνωστό και ως πασκάλ (Pa).

Στρες και πίεση
Η περισσότερη ύλη έχει μια προβλέψιμη και μετρήσιμη σχέση μεταξύ της ασκούμενης τάσης και της παραμόρφωσης ή παραμόρφωσης που προκύπτει. Αυτή η σχέση μπορεί να απεικονιστεί σε μια καμπύλη τάσης-παραμόρφωσης, η οποία δείχνει γενικά το σημείο διαρροής. Το σημείο διαρροής ορίζει την τάση που θα προκαλέσει την εμφάνιση μόνιμης παραμόρφωσης σε ένα υλικό.

Ελαστική καταπόνηση: Ένα υλικό που εκτίθεται σε τάση εφελκυσμού ή έλξης θα υποστεί καταπόνηση και επιμήκυνση, με αποτέλεσμα μια αλλαγή διαστάσεων. Σε χαμηλά επίπεδα στρες, αυτή η καταπόνηση μπορεί να είναι αναστρέψιμη. Αυτό σημαίνει ότι, μετά την αφαίρεση της πίεσης, το υλικό μπορεί να επιστρέψει στις αρχικές του διαστάσεις. Αυτό είναι γνωστό ως ελαστική καταπόνηση. Πλαστική καταπόνηση: Όταν η εφαρμοζόμενη τάση υπερβαίνει το σημείο διαρροής, ένα υλικό θα παραμορφωθεί σε σημείο που δεν μπορεί πλέον να επιστρέψει στις αρχικές του διαστάσεις μόλις αφαιρεθεί το φορτίο. Αυτό αναφέρεται ως πλαστική παραμόρφωση ή πλαστική παραμόρφωση, η οποία είναι αποτέλεσμα μόνιμης μετατόπισης ατόμων μέσα στο υλικό.

Ελατά και εύθραυστα υλικά
Το σημείο διαρροής χρησιμοποιείται συχνότερα με όλκιμα υλικά. Εάν ένα αντικείμενο ή ένα υλικό είναι όλκιμο, θα παραμορφωθεί αρκετά πριν σπάσει πραγματικά. Η ολκιμότητα είναι ένα μέτρο του πόση παραμόρφωση συμβαίνει πριν από την πλήρη αστοχία. Αυτά τα υλικά, όπως ο χάλυβας και το αλουμίνιο, μπορεί να υποστούν σημαντική πλαστική παραμόρφωση πριν από μια τέτοια βλάβη.

Εύθραυστα υλικά, όπως το σκυρόδεμα και το γυαλί, έχουν πολύ χαμηλή ελαστικότητα και συνήθως παρουσιάζουν μικρή ή καθόλου πλαστική παραμόρφωση πριν από την αστοχία. Για το λόγο αυτό, η εύθραυστη ύλη δεν έχει σημείο διαρροής και τείνει να αποτυγχάνει αμέσως μετά την υπέρβαση μιας κρίσιμης τιμής τάσης.