Unterschied zwischen Zug- und Druckspannung

Hauptunterschied - Zugspannung gegen Druckspannung

Zug- und Druckspannungen sind zwei Arten von Spannungen, denen ein Material ausgesetzt werden kann. Die Art der Spannung wird durch die Kraft bestimmt, die auf das Material ausgeübt wird. Wenn es sich um eine Zugkraft handelt, erfährt das Material eine Zugspannung. Wenn es sich um eine Druckkraft handelt, erfährt das Material eine Druckspannung. Das Main Unterschied zwischen Zug- und Druckspannung ist das Zugspannung führt zu Dehnung, während Druckspannung zu einer Verkürzung führt. Einige Materialien sind unter Zugspannungen stark, aber unter Druckspannungen schwach. Materialien wie Beton sind jedoch unter Zugspannungen schwach, aber unter Druckspannungen stark. Diese beiden Größen sind also sehr wichtig, wenn geeignete Materialien für die Anwendung ausgewählt werden. Die Wichtigkeit der Menge hängt von der Anwendung ab. Einige Anwendungen erfordern Materialien, die unter Zugspannungen stark sind. Bei einigen Anwendungen sind jedoch Materialien erforderlich, die unter Druckspannungen stark sind, insbesondere im Hochbau.

Was ist Zugspannung?

Die Zugspannung ist eine mit Dehnungs- oder Zugkräften verbundene Größe. Üblicherweise wird die Zugspannung als Kraft pro Flächeneinheit definiert und mit dem Symbol σ bezeichnet. Die Zugspannung (σ), die entsteht, wenn eine äußere Dehnkraft (F) auf ein Objekt ausgeübt wird, ist gegeben durch σ = F / A, wobei A die Querschnittsfläche des Objekts ist. Daher ist die SI-Einheit zum Messen der Zugspannung Nm^-2 oder Pa. Höhere Last oder Zugkraft, höhere Zugspannung. Die Zugspannung, die der auf ein Objekt ausgeübten Kraft entspricht, ist umgekehrt proportional zur Querschnittsfläche des Objekts. Ein Objekt wird verlängert, wenn eine Dehnungskraft auf das Objekt ausgeübt wird.

Die Form der Kurve von Zugspannung über Dehnung hängt vom Material ab. Es gibt drei wichtige Stufen der Zugspannung, nämlich Streckgrenze, Bruchfestigkeit und Bruchfestigkeit (Bruchpunkt). Diese Werte können durch Auftragen des Diagramms der Zugspannung gegen die Dehnung ermittelt werden. Die zum Darstellen des Diagramms erforderlichen Daten werden durch einen Zugtest erhalten. Die grafische Darstellung der Zugspannung über der Dehnung ist bis zu einem bestimmten Zugspannungswert linear und weicht danach ab. Das Hook'sche Gesetz gilt nur bis zu diesem Wert.

Ein Material, das unter Zugspannung steht, kehrt in seine ursprüngliche Form zurück, wenn die Last oder Zugspannung entfernt wird. Diese Fähigkeit eines Materials wird als Elastizität des Materials bezeichnet. Die elastische Eigenschaft eines Materials ist jedoch nur bis zu einem bestimmten Wert der Zugspannung sichtbar, der als Streckgrenze des Materials bezeichnet wird. Das Material verliert seine Elastizität an der Streckgrenze. Danach wird das Material dauerhaft verformt und kehrt auch dann nicht in seine ursprüngliche Form zurück, wenn die äußere Zugkraft vollständig entfernt wird. Duktile Materialien wie Gold unterliegen einer beachtlichen plastischen Verformung. Spröde Materialien wie Keramiken unterliegen jedoch einer geringen plastischen Verformung.

Die Zugfestigkeit eines Materials ist die maximale Zugspannung, der das Material standhalten kann. Es ist eine sehr wichtige Größe, insbesondere in Fertigungs- und Konstruktionsanwendungen. Die Bruchfestigkeit eines Materials ist die Zugspannung an der Bruchstelle. In einigen Fällen ist die Zugspannung der Bruchspannung gleich.

Was ist Druckbelastung?

Druckspannung ist das Gegenteil von Zugspannung. Ein Objekt erfährt eine Druckspannung, wenn eine Quetschkraft auf das Objekt ausgeübt wird. So wird ein Objekt, das einer Druckspannung ausgesetzt ist, verkürzt. Druckspannung wird auch als Kraft pro Flächeneinheit definiert und mit dem Symbol σ bezeichnet. Die Druckspannung (σ), die entsteht, wenn eine äußere Druck- oder Quetschkraft (F) auf ein Objekt ausgeübt wird, ist mit σ = F / A gegeben. Je höher die Druckkraft, desto höher die Druckspannung.

Die Fähigkeit eines Materials, einer höheren Druckspannung standzuhalten, ist eine sehr wichtige mechanische Eigenschaft, insbesondere in technischen Anwendungen. Einige Materialien wie Stahl sind sowohl unter Zug- als auch unter Druckspannungen belastbar. Einige Materialien wie Beton sind jedoch nur unter Druckspannungen belastbar. Beton ist unter Zugspannungen relativ schwach.

Wenn ein Bauteil gebogen wird, wird es gleichzeitig verlängert und verkürzt. Die folgende Abbildung zeigt einen Betonträger, der einer Biegekraft ausgesetzt ist. Sein oberer Teil ist aufgrund der Zugspannung langgestreckt, während der untere Teil aufgrund der Druckspannung verkürzt ist. Daher ist es sehr wichtig, bei der Konstruktion solcher Bauteile ein geeignetes Material zu wählen. Ein typisches Material sollte sowohl bei Zug- als auch Druckspannungen ausreichend fest sein.

Unterschied zwischen Zug- und Druckspannung

Körperliches Ergebnis:

Zugspannung: Zugspannung führt zu Dehnung.

Druckbelastung: Druckspannung führt zu einer Verkürzung.

Verursacht durch:

Zugspannung: Zugspannung wird durch Dehnungskräfte verursacht.

Druckbelastung: Druckspannung wird durch Druckkräfte verursacht.

Objekte unter Stress:

Zugspannung: Kranseile, Fäden, Seile, Nägel usw. unterliegen einer Zugspannung.

Druckbelastung: Betonsäulen unterliegen einer Druckspannung.

Starke Materialien

Zugspannung: Stahl ist unter Zugspannung stark.

Druckbelastung: Stahl und Beton sind unter Druckspannung stark.