18.5 : Naprężenia inżynierskie i rzeczywiste odkształcenie

Naprężenia inżynieryjne oblicza się jako obciążenie podzielone przez pierwotne, nieodkształcone pole przekroju poprzecznego. Przybliża materiał pod obciążeniem. To przybliżenie jest szczególnie istotne po granicy plastyczności w materiałach ciągliwych. Chociaż inżynieryjne diagramy naprężenia-odkształcenia są często używane ze względu na wygodę i dostępność, czasami mogą nie być wystarczająco dokładne, szczególnie w przypadku dużych wartości odkształceń.

Rzeczywiste naprężenie oferuje bardziej precyzyjny obraz. Oblicza się je, dzieląc przyłożone obciążenie przez chwilową powierzchnię przekroju poprzecznego próbki podczas odkształcania. Wraz ze wzrostem obciążenia pole przekroju poprzecznego maleje, co dokładnie odzwierciedla się w rzeczywistej wartości naprężenia. Podczas fazy przewężania rzeczywiste naprężenie stale rośnie, ponieważ jest proporcjonalne do obciążenia, a jednocześnie odwrotnie proporcjonalne do powierzchni, i trwa aż do ostatecznego pęknięcia próbki.

Koncepcja rzeczywistego odkształcenia uwzględnia kolejne zarejestrowane długości. Każdy przyrost odległości pomiędzy znacznikami miernika jest dzielony przez odpowiadającą mu długość, aby otrzymać odkształcenie elementarne. Rzeczywistym odkształceniem jest kumulacja tych elementarnych wartości odkształceń, dokładnie odzwierciedlających zachowanie materiału. W przeciwieństwie do inżynierskich diagramów naprężenie-odkształcenie, wykresy naprężenia rzeczywistego w porównaniu z diagramami odkształcenia rzeczywistego zachowują spójność podczas fazy przewężania oraz podczas różnych testów, takich jak próby rozciągania i ściskania.