Differenza tra sollecitazione di taglio e sollecitazione a trazione

Main Difference - Shear Stress vs. Tensile Stress

Stress è una quantità che si riferisce alla forza di deformazione applicata per unità di area di un oggetto. Lo sforzo di taglio e trazione si riferisce a diversi tipi di stress in cui le forze sono applicate su un oggetto in un modo diverso. Il differenza principale tra lo stress da taglio e lo stress da trazione lo sforzo di trazione si riferisce a casi in cui una forza deformante viene applicata ad angolo retto rispetto ad una superficie, mentre lo stress da taglio si riferisce ai casi in cui una forza deformante viene applicata parallelamente ad una superficie.

Cos'è lo stress da trazione

Lo stress da trazione si riferisce a casi in cui una forza deformante, agendo perpendicolarmente alla superficie dell'oggetto tirare l'oggetto, tentando di allungarlo. In questo senso, lo stress da trazione è un tipo di stress normale, che è il termine che si riferisce alle sollecitazioni create da forze perpendicolari alla superficie di un oggetto. (L'altro tipo di stress normale è sollecitazione di compressione, dove una forza si comporta perpendicolare a una superficie spingere dentro in superficie, tentando di accorciarlo. La differenza tra tensione e compressione è descritta in questo articolo).

Stress da trazione che causa l'allungamento di un oggetto

Se la forza perpendicolare alla superficie è data da  e l'area della superficie è , quindi tensione a trazione () è dato da:

Sforzo di trazione () si riferisce alla variazione di lunghezza () come frazione della lunghezza originale ():

Una quantità chiamata Modulo giovane () descrive quanto sia relativamente difficile allungare un determinato materiale. Questa quantità è definita come:

Cos'è Shear Stress

Lo sforzo di taglio si riferisce a casi in cui la forza di deformazione è parallela a una superficie. Se la superficie opposta viene tenuta ferma, la deformazione appare come quella nella figura seguente:

Sforzo di taglio da una forza parallela alla superficie.

Lo stress da taglio  viene nuovamente definito come il rapporto tra la forza e l'area:

La definizione di stress da trazione e stress da taglio è simile; la differenza è nelle direzioni delle forze.

Per quanto riguarda il caso mostrato sul diagramma, la faccia superiore dell'oggetto viene spostata rispetto alla faccia inferiore dell'oggetto. Sforzo di taglio è definito come il rapporto tra lo spostamento relativo tra le superfici e la separazione tra le superfici. Ad esempio, nel diagramma sopra, lo sforzo di taglio è dato da:

.

Il modulo di taglio è una quantità che descrive quanto sia difficile se un materiale si deformi applicando uno sforzo di taglio. Il modulo di taglio per un materiale è definito come:

Quando si taglia un pezzo di carta con un paio di forbici, si sta dando una tensione di taglio alla carta. Un lato delle forbici tenta di tirare la carta in una direzione, l'altra parte delle forbici tenta di tirare la carta nell'altra direzione.

Le forbici tagliano le carte applicando uno sforzo di taglio

Differenza tra sollecitazione di taglio e sollecitazione a trazione

Direzione delle forze

Forze che causano trazione sono ad angolo retto rispetto ad una superficie.

Forze che causano sforzo di taglio agire parallelamente a una superficie.

Deformazione dell'oggetto

Trazione causa l'allungamento degli oggetti.

Sforzo di taglio fa sì che una superficie di un oggetto si sposti rispetto alla superficie opposta ad esso.

Forza relativa

I materiali solidi si deformano più facilmente sotto sforzo di taglio che sotto trazione.

Cortesia dell'immagine:

"Il principio di taglio è visualizzato. Le specifiche sono scelte per rientrare nell'articolo tedesco. "Per Utente: c.lingg (Opera propria) [Public Domain], tramite Wikimedia Commons

"IMG_5303" di Abigail Batchelder (Opera propria) [CC BY 2.0], via flickr