Sträckgräns, även känd som sträckgräns eller elasticitetsgräns, är ett viktigt värde att tänka på när man väljer ett material för design- och byggnadsapplikationer, särskilt när det finns betydande belastningar eller påkänningar. Ett exempel på hur värdet används är när man bygger en konstruktion med stålbalkar: det blir nödvändigt att veta hur mycket påfrestning och vikt balkarna klarar av för att bygga en ljudkonstruktion. Sträckgräns är också en nyckelfaktor vid bearbetning av metaller, vilket vanligtvis innebär att metallen utsätts för höga påfrestningar under tillverkningsprocessen.
I designapplikationer används ofta sträckgränsen som en övre gräns för den tillåtna spänningen som kan appliceras. Det är särskilt viktigt i materialapplikationer som kräver exakta dimensionstoleranser för att upprätthållas i närvaro av höga påkänningar och belastningar. Sträckgränsen mäts vanligtvis i pund per kvadrattum (psi) eller Newton per kvadratmeter, även känd som pascal (Pa).
Stress och belastning
Det mesta av materia har ett förutsägbart och mätbart samband mellan den påförda spänningen och den resulterande töjningen, eller deformationen, som uppstår. Detta förhållande kan plottas i en spännings-töjningskurva, som generellt visar sträckgränsen. Flytgränsen definierar spänningen som kommer att orsaka att en permanent deformation uppstår i ett material.
Elastisk töjning: Ett material som utsätts för drag- eller dragpåkänning kommer att utsättas för töjning och förlängas, vilket resulterar i en dimensionsförändring. Vid låga stressnivåer kan denna påfrestning vara reversibel. Detta innebär att efter att spänningen har tagits bort kan materialet återgå till sina ursprungliga dimensioner. Detta är känt som elastisk töjning. Plasttöjning: När den applicerade spänningen överstiger sträckgränsen kommer ett material att deformeras till en punkt där det inte längre kan återgå till sina ursprungliga dimensioner när belastningen är borttagen. Detta kallas plastisk deformation eller plastisk töjning, vilket är resultatet av permanent förskjutning av atomer i materialet.
Duktila och spröda material
Sträckgräns används oftast med duktila material. Om ett föremål eller material är formbart kommer det att bli ganska deformerat innan det faktiskt spricker. Duktilitet är ett mått på hur mycket deformation som sker innan fullständigt fel. Dessa material, såsom stål och aluminium, kan uppleva en betydande mängd plastisk deformation innan ett sådant haveri.
Spröda material, såsom betong och glas, har mycket låg elasticitet och uppvisar vanligtvis liten eller ingen plastisk deformation innan de går sönder. Av denna anledning har spröda ämnen ingen sträckgräns och tenderar att misslyckas omedelbart efter att ett kritiskt spänningsvärde har överskridits.