Wat is het werkelijke verschil tussen spanning en stress?

Het werkelijke verschil tussen spanning en spanning ligt in hun definities en hoe ze worden gemeten. Spanning is de interne kracht per oppervlakte-eenheid binnen een materiaal die ontstaat als gevolg van extern uitgeoefende krachten. Het wordt gemeten in drukeenheden, zoals pascal (Pa) of ponden per vierkante inch (psi). Spanning daarentegen is een maat voor de vervorming van het materiaal. Het is de relatieve verandering in vorm of grootte als gevolg van uitgeoefende spanning en is een dimensieloze grootheid, vaak uitgedrukt als een percentage of een verhouding. Terwijl spanning de interne krachten kwantificeert, kwantificeert spanning de resulterende vervorming.

Werkelijke spanning en werkelijke rek verschillen van technische spanning en rek in de manier waarop ze worden berekend, vooral bij grote vervormingen. Ware spanning is de werkelijke spanning op een materiaal, rekening houdend met het momentane dwarsdoorsnedeoppervlak, terwijl echte spanning de natuurlijke logaritme is van de verhouding van de huidige lengte tot de oorspronkelijke lengte. Echte spanning houdt rekening met het veranderende gebied als een materiaal vervormt, waardoor het nauwkeuriger wordt bij hogere spanningen. Werkelijke spanning biedt een continue maatstaf voor vervorming, wat realistischer is voor grote vervormingen, vergeleken met technische spanning waarbij tijdens de berekening gebruik wordt gemaakt van initiële afmetingen.

In de context van materiaalvervorming komt spanning op de eerste plaats. Wanneer een externe kracht op een materiaal wordt uitgeoefend, veroorzaakt dit spanning in het materiaal. Als deze spanning de elastische limiet van het materiaal overschrijdt, resulteert dit in spanning of vervorming. Stress is dus de oorzaak en spanning het gevolg. Spanning leidt tot de interne krachten die de vervorming veroorzaken die wordt waargenomen als spanning.

Stress is niet groter dan spanning, omdat het verschillende fysieke grootheden zijn met verschillende eenheden. Spanning is een maatstaf voor kracht per oppervlakte-eenheid, terwijl spanning een maatstaf voor vervorming is en dimensieloos is. Ze rechtstreeks vergelijken als groter of kleiner heeft geen zin. In plaats daarvan houden spanning en rek verband met materiaaleigenschappen zoals de Young-modulus, waarbij spanning evenredig is met rek binnen de elastische limiet van het materiaal.

Spanning kan niet optreden zonder stress. Om een ​​materiaal te laten vervormen (rek), moet er een kracht worden uitgeoefend die interne spanning veroorzaakt. Bepaalde scenario’s, zoals thermische uitzetting, kunnen echter spanning veroorzaken zonder conventionele mechanische spanning. In dergelijke gevallen ontstaat spanning door temperatuurveranderingen die uitzetting of samentrekking van het materiaal veroorzaken. Zelfs in deze scenario’s kunnen de interne krachten als gevolg van thermische effecten worden beschouwd als een vorm van spanning die tot spanning leidt.