* Typ av kraft: Är det en dragkraft (dragning), tryckkraft (tryck), skjuvkraft (glidande) eller vridkraft (vridning)?
* Styrkans storlek: Hur stark är kraften?
* varaktigheten på styrkan: Är det en plötslig inverkan eller en långvarig kraft?
* Temperatur: Är metallen varm eller kall?
* Materialegenskaper: Vilken typ av metall är det (stål, aluminium, koppar, etc.)?
Här är en uppdelning av några gemensamma svar på krafter som appliceras på metaller:
Elastisk deformation:
* små krafter: Metallen kan deforma elastiskt , vilket betyder att den kommer att återgå till sin ursprungliga form när kraften tas bort. Detta är som att sträcka ett gummiband.
* stress-töjningskurva: Detta är en graf som visar hur metallen deformeras under ökande kraft. Den elastiska regionen för kurvan representerar den punkt där deformationen är reversibel.
Plastisk deformation:
* större krafter: Om kraften överskrider metallens elastiska gräns kommer metallen deformerande plastiskt , vilket betyder att det kommer att ändra form permanent. Detta är som att böja ett pappersklipp.
* Utbytesstyrka: Detta är punkten på spänningstammningskurvan där metallen börjar deformeras permanent.
* Arbetet härdning: När metallen genomgår plastisk deformation blir den starkare och svårare. Detta beror på att metallens inre struktur omarrangeras.
fraktur:
* extremt höga krafter: Om kraften är tillräckligt stark kan metallen fraktur eller bryta.
* ultimat draghållfasthet: Detta är poängen på spänningstammningskurvan där metallen inte längre kan stödja mer belastning.
* duktilitet: Detta är ett mått på hur mycket en metall kan sträckas eller deformeras innan den går sönder.
Andra effekter:
* Creep: Under långvarig belastning kan vissa metaller sakta deformera över tiden, även vid temperaturer under avkastningspunkten.
* Trötthet: Upprepade stresscykler kan leda till mikroskopiska sprickor i metallen, vilket så småningom kan orsaka fel.
* Värmeproduktion: När en kraft appliceras på metall omvandlas en del av energin till värme.
Exempel:
* drar på en tråd: Tråden sträcker sig elastiskt tills kraften överskrider sin avkastningsstyrka, vid vilken tidpunkt den börjar deformeras permanent. Om kraften ökas ytterligare kommer tråden så småningom att bryta.
* Böj en metallstång: Stången kommer att böjas elastiskt tills den når sin avkastningspunkt, vid vilken tidpunkt den kommer att böjas permanent.
* slår en nagel med en hammare: Konsekvenskraften orsakar plastisk deformation av spikens huvud och driver den i träet.
Att förstå hur metaller svarar på krafter är avgörande inom teknik, eftersom det möjliggör utformning av säkra och pålitliga strukturer, maskiner och verktyg.
