Τι είναι το Strain Rate;

Η παραμόρφωση είναι ένα μέτρο της ποσότητας παραμόρφωσης που συμβαίνει όταν ένα αντικείμενο τίθεται υπό τάση. Ο ρυθμός παραμόρφωσης ορίζεται ως η μεταβολή της τάσης σε σχέση με την αλλαγή στο χρόνο. Όλα τα υλικά θα υποστούν κάποια αλλαγή στις διαστάσεις τους όταν εκτεθούν σε καταπόνηση. Η παραμόρφωση που προκαλείται από την καταπόνηση μπορεί να είναι πλήρως αναστρέψιμη ή μόνιμη, ανάλογα με την ποσότητα της τάσης που εφαρμόζεται.

Η ελαστική καταπόνηση εμφανίζεται όταν ένα υλικό υπό τάση επιστρέφει στις αρχικές του διαστάσεις μόλις αφαιρεθεί η τάση. Η πλαστική καταπόνηση εμφανίζεται όταν ένα αντικείμενο έχει εκτεθεί σε πολύ υψηλά επίπεδα πίεσης και δεν θα επιστρέψει πλέον στο αρχικό του σχήμα μετά την αφαίρεση της τάσης. Σε πολλά υλικά, η αντιστροφή της ελαστικής καταπόνησης είναι στιγμιαία, που σημαίνει ότι συμβαίνει χωρίς αντιληπτή χρονική διάρκεια. Η παραμόρφωση που είναι πλήρως ανακτήσιμη, αλλά εμφανίζεται με την πάροδο του χρόνου, περιγράφεται από την άποψη του ρυθμού παραμόρφωσης.

Ο ρυθμός παραμόρφωσης ποικίλλει ευρέως για διαφορετικά υλικά και συχνά μεταβάλλεται σε διαφορετικές θερμοκρασίες και εφαρμοζόμενες πιέσεις. Ο χάλυβας είναι ένα παράδειγμα υλικού που επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση αμέσως μετά την αφαίρεση της πίεσης. Αντίθετα, στη γεωλογία, οι τάσεις εφαρμόζονται για εκατομμύρια χρόνια και ο ρυθμός παραμόρφωσης στα πετρώματα είναι συνήθως πολύ χαμηλός. Ένα υλικό του οποίου ο ρυθμός παραμόρφωσης μεταβάλλεται σε μεγάλη ποσότητα σε διαφορετικές θερμοκρασίες και πιέσεις έχει υψηλή ευαισθησία ρυθμού παραμόρφωσης.

Αυτός ο ρυθμός εξαρτάται επίσης από τον τρόπο που εφαρμόζεται η δύναμη ή η τάση. Για πολλά πλαστικά, εάν εφαρμοστεί μια σταδιακή δύναμη τάνυσης, το υλικό θα επιμηκυνθεί σε μεγάλο βαθμό πριν σπάσει. Αυτό συμβαίνει επειδή τα μόρια στο πλαστικό έχουν αρκετό χρόνο για να επαναπροσανατολιστούν και να περάσουν το ένα δίπλα από το άλλο, προκαλώντας το τέντωμα. Εάν ασκηθεί κρούση ή ξαφνική δύναμη σε ένα πλαστικό, θα σπάσει αμέσως και θα συμπεριφέρεται σαν εύθραυστο υλικό. Το ίδιο πλαστικό υλικό μπορεί να αντιδράσει πολύ διαφορετικά λόγω των διαφορετικών ρυθμών καταπόνησης που προκαλούνται από τον τρόπο που εφαρμόζεται η τάση.

Ο ρυθμός παραμόρφωσης μπορεί να μετρηθεί στο εργαστήριο χρησιμοποιώντας ειδικό εξοπλισμό δοκιμής που εφαρμόζει πολύ ακριβή φορτία σε ένα δείγμα, ενώ μετράει την παραμόρφωση και την ανάκτηση που συμβαίνει μετά την αφαίρεση της τάσης. Δεδομένου ότι ο ρυθμός καταπόνησης ενός υλικού θα επηρεάσει τη συμπεριφορά του, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε την ευαισθησία του στον τύπο του φορτίου, την ποσότητα της τάσης και τη θερμοκρασία. Η κατανόηση του ρυθμού καταπόνησης ενός υλικού θα διασφαλίσει ότι πληροί τις προδιαγραφές απόδοσης που απαιτούνται στην εφαρμογή τελικής χρήσης.