Skillnad mellan styrka och styvhet

Huvudskillnad - Styrka mot styvhet

Styrka och styvhet är två fysikaliska egenskaper hos material. Båda termerna beskriver hur starkt materialet är, men har olika definitioner. Styrka är kapaciteten hos ett föremål eller ämne för att motstå stor kraft eller tryck. Styvhet är styvheten hos ett föremål (i vilken utsträckning det motstår deformation som svar på en applicerad kraft). Därför är det en skillnad mellan styrka och styvhet, även om de används utbytbart. Huvudskillnaden mellan styrka och styvhet är att styrkan är Ett objekts förmåga att motstå stress utan att bryta medan styvhet är ett objekts förmåga att motstå deformation när en stress appliceras.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är styrka
      - Definition, olika typer, deformation
2. Vad är styvhet
       - Definition, olika typer, formel
3. Vad är skillnaden mellan styrka och styvhet
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Viktiga termer: Utmattningsstyrka, Effektstyrka, Styvhet, Styrka, Dragstyrka, Utbytesstyrka

Vad är styrka

Styrkan hos ett ämne är kapaciteten hos det ämnet att motstå stor kraft eller tryck utan brott eller plastisk deformation. Plast deformation är permanent deformation eller förändring i formen av en fast kropp utan brott under verkan av en hållbar kraft. Därför beskriver termen styrkan ett ämnes förmåga att stödja en kraft utan fysiskt misslyckande.

Det finns flera olika termer som används för att beskriva styrka. Alla dessa termer förklarar vissa materiella fysikaliska egenskaper hos materien. Några av dessa villkor anges nedan.

• Effektstyrka - ett ämnes förmåga att motstå plötsligt tillämpad kraft.
• Brottgräns - den maximala spänningen som ett ämne kan tåla utan att vara utsträckt eller brott.
• Sträckgräns - Den minsta stress som krävs för att göra en permanent deformation i ett ämne
• Utmattningshållfasthet - Den högsta stress som ett material kan klara för ett givet antal cykler utan att bryta. Detta är också känt som uthållighet styrka.

Det finns olika typer som duktila ämnen, spröda substanser, elastiska ämnen etc. Styrkan hos dessa ämnen varierar beroende på typ av ämne. Exempelvis är styrkan hos en spröd substans kapaciteten hos den substansen att klara en applicerad stress utan brott, medan styrkan hos en duktil substans är kapaciteten hos det ämnet att motstå en applicerad stress utan någon plastisk deformation.

Figur 1: Typisk stress-sträckkurva för ett duktilt material

Ovanstående kurva visar spänningsbelastningskurvan för ett duktilt material. Ett duktilt material är ett ämne som kan dras i tunna trådar utan brott. Utbytet styrka ger den minsta styrka som krävs för att permanent deformera materialet i en tråd. Ultimat styrka är den maximala styrka som materialet kan tåla medan deformeras.  

Vad är styvhet

Styvhet är styvheten hos ett föremål. Stabilitet avser förmågan att motstå deformation. Det motståndet mot funktionsfel. Stiffhet är motsatsen till flexibilitet. Mer flexibelt ett ämne är, mindre stel det är. Denna term används huvudsakligen för elastiska ämnen, eftersom spröda ämnen inte genomgår någon deformation.

Stiffhet kan uttryckas enligt följande:

K = F / 5

• K är styvheten
• F är den applicerade kraften
•  5 är deformationen

Figur 2: Styvhet hos en substans som kan böjas

Stiffhet ges av enheten N / m. Detta beror på att enheten för applicerad kraft är N (Newton) och deformationen ges av m (meter). Denna deformation är ofta en förändring i längd. Det finns flera typer av styvhet.

• Rotationsstyvhet - Detta ges av det aktuella ögonblicket dividerat med rotationen
• Axiell styvhet - Detta ges för ett föremål i spänning eller kompression.

Skillnad mellan styrka och styvhet

Definition

Styrka: Styrkan hos ett ämne är kapaciteten hos det ämnet att motstå stor kraft eller tryck utan brott eller plastisk deformation.

Styvhet: Styvhet är styvheten hos ett föremål.

Förmåga

Styrka: Styrka beskriver ett objekts förmåga att motstå stress utan att bryta eller plastisk deformation.

Styvhet: Styvhet beskriver ett objekts förmåga att motstå deformationen när en stress appliceras.

Fel

Styrka: Styrkan är relaterad till ett ämnes fysiska misslyckande.

Styvhet: Styvhet är relaterad till ett funktions funktionsfel.

Ämnen

Styrka: Styrkan är förknippad med både elastiska och spröda substanser.

Styvhet: Stiffhet är huvudsakligen tillämplig på elastiska ämnen.

Olika typer

Styrka: Olika typer av styrkor inkluderar slaghållfasthet, draghållfasthet, utmattningsstyrka, utbytesstyrka etc..

Styvhet: Olika typer av styvhet innefattar rotationsstyvhet och axiell styvhet.

Slutsats

Styrka och styvhet är två fysikaliska egenskaper hos ämnen. Huvudskillnaden mellan styrka och styvhet är att styrkan är ett objekts förmåga att motstå en stress utan att bryta medan styvheten är ett objekts förmåga att motstå deformationen när en stress appliceras.

Referens:

1. "Materialstyrka" Wikipedia, Wikimedia Foundation, 13 jan 2018, Tillgänglig här.
2. "Fysisk egenskaper Testning: Dragstyrka, Flexstyrka, Påverkan." ELTEK International Laboratories, Tillgänglig här.
3. Styvhet. Engineering Tool Box, tillgänglig här.

Image Courtesy:

1. "Beam Stiffness" Av Ootsuka02 - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Stress Stiff Ductile Material" vid uppdelning - eget arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia