Differenza tra stress tensile e compressivo

Differenza principale - Stress da trazione a compressione

Le tensioni di trazione e compressione sono due tipi di sollecitazioni a cui un materiale può essere sottoposto. Il tipo di stress è determinato dalla forza applicata sul materiale. Se è una forza di trazione (stretching), il materiale subisce uno stress da trazione. Se è una forza di compressione (spremitura), il materiale subisce uno stress da compressione. Il principale differenza tra lo stress da trazione e da compressione è quello lo stress da trazione provoca allungamento mentre lo stress da compressione risulta in accorciamento. Alcuni materiali sono resistenti a sollecitazioni di trazione ma deboli sotto sollecitazioni di compressione. Tuttavia, materiali come il calcestruzzo sono deboli sotto sollecitazioni di trazione ma forti sotto sollecitazioni di compressione. Quindi, queste due quantità sono molto importanti quando si scelgono materiali adatti per le applicazioni. L'importanza della quantità dipende dall'applicazione. Alcune applicazioni richiedono materiali resistenti a sollecitazioni di trazione. Ma alcune applicazioni richiedono materiali resistenti a sollecitazioni di compressione, specialmente nell'ingegneria strutturale.

Cos'è lo stress da trazione

Lo stress da trazione è una quantità associata a forze di tensione o trazione. Di solito, la tensione di trazione è definita come la forza per unità di area e indicata dal simbolo σ. La tensione di trazione (σ) che si sviluppa quando viene applicata una forza di stiramento esterna (F) su un oggetto è data da σ = F / A dove A è l'area della sezione trasversale dell'oggetto. Pertanto, l'unità SI di misurazione della tensione di trazione è Nm^-2 o Pa. Maggiore è il carico o la forza di trazione, maggiore è lo sforzo di trazione. Lo sforzo di trazione corrispondente alla forza applicata su un oggetto è inversamente proporzionale all'area della sezione trasversale dell'oggetto. Un oggetto è allungato quando viene applicata una forza di stiramento sull'oggetto.

La forma del grafico della tensione di trazione rispetto alla deformazione dipende dal materiale. Ci sono tre stadi importanti della tensione di trazione, cioè forza di snervamento, resistenza massima e forza di rottura (punto di rottura). Questi valori possono essere trovati tracciando il grafico dello stress tensile vs. sforzo. I dati richiesti per tracciare il grafico si ottengono eseguendo un test di trazione. La trama del grafico della tensione di trazione rispetto alla deformazione è lineare fino a un certo valore di sollecitazione a trazione, e da allora in poi devia. La legge di Hook è valida solo fino a quel valore.

Un materiale che si trova sotto una tensione di trazione ritorna alla sua forma originale quando viene rimosso il carico o la tensione. Questa capacità di un materiale è conosciuta come l'elasticità del materiale. Ma la proprietà elastica di un materiale può essere vista solo fino ad un certo valore della tensione di trazione, chiamata forza di snervamento del materiale. Il materiale perde la sua elasticità nel punto di snervamento. Successivamente, il materiale subisce una deformazione permanente e non ritorna alla sua forma originale anche se la forza di trazione esterna viene completamente rimossa. Materiali duttili come l'oro subiscono una notevole quantità di deformazione plastica. Ma materiali fragili come la ceramica subiscono una piccola quantità di deformazione plastica.

La resistenza a trazione massima di un materiale è il massimo carico di tensione che il materiale può sopportare. È una quantità molto importante, specialmente nelle applicazioni di produzione e ingegneria. La resistenza alla rottura di un materiale è lo sforzo di trazione nel punto di frattura. In alcuni casi, lo sforzo di trazione finale è uguale allo stress da rottura.

Cos'è lo stress da compressione

Lo stress da compressione è l'opposto dello stress da trazione. Un oggetto subisce uno stress da compressione quando viene applicata una forza di schiacciamento sull'oggetto. Quindi, un oggetto sottoposto a uno stress compressivo viene accorciato. Lo sforzo di compressione è anche definito come la forza per unità di area e indicato dal simbolo σ. La sollecitazione di compressione (σ) che si sviluppa quando viene applicata una forza di compressione o compressione esterna (F) su un oggetto è data da σ = F / A. Maggiore è la forza di compressione, maggiore è lo sforzo di compressione.

La capacità di un materiale di sopportare uno stress di compressione più elevato è una proprietà meccanica molto importante, specialmente nelle applicazioni di ingegneria. Alcuni materiali come l'acciaio sono resistenti sia alle sollecitazioni di trazione che a quelle di compressione. Tuttavia, alcuni materiali come il calcestruzzo sono forti solo sotto sollecitazioni di compressione. Il calcestruzzo è relativamente debole sotto sollecitazioni di trazione.

Quando un componente strutturale è piegato, subisce contemporaneamente allungamento e accorciamento. La figura seguente mostra una trave in calcestruzzo sottoposta a una forza di flessione. La sua parte superiore è allungata a causa dello sforzo di trazione mentre la parte inferiore è accorciata a causa dello sforzo di compressione. Pertanto, è molto importante scegliere un materiale adatto quando si progettano tali componenti strutturali. Un materiale tipico dovrebbe essere sufficientemente forte sia sotto sforzo sia a trazione e compressione.

Differenza tra stress tensile e compressivo

Risultato fisico:

Trazione: Lo stress da trazione si traduce in allungamento.

Sollecitazione di compressione: Lo stress da compressione si traduce in accorciamento.

Causato da:

Trazione: Lo stress da trazione è causato dalle forze di stiramento.

Sollecitazione di compressione: Lo stress da compressione è causato da forze di compressione.

Oggetti sotto stress:

Trazione: Il cavo di una gru, fili, corde, chiodi ecc. Subiscono stress da trazione.

Sollecitazione di compressione: I pilastri in calcestruzzo subiscono uno stress da compressione.

Materiali forti

Trazione: L'acciaio è resistente alle sollecitazioni di trazione.

Sollecitazione di compressione: Acciaio e cemento sono forti sotto stress compressivo.