Proč je skutečné napětí vyšší než nominální napětí?

Skutečné napětí je vyšší než jmenovité napětí, protože bere v úvahu skutečnou plochu, na kterou působí zatížení, která se s deformací materiálu snižuje. Jmenovité napětí se na druhé straně vypočítá s použitím původní plochy průřezu před deformací.

Jak materiál prochází plastickou deformací, jeho průřezová plocha se zmenšuje, což způsobuje rozložení zatížení na menší plochu. To má za následek vyšší skutečné napětí ve srovnání s nominálním napětím, které vychází z počáteční větší plochy průřezu.

Vztah mezi skutečným napětím a nominálním napětím lze pochopit pomocí konceptu inženýrské deformace a skutečné deformace. Technické přetvoření je definováno jako změna délky dělená původní délkou, zatímco skutečné přetvoření uvažuje skutečnou změnu délky vzhledem k okamžité délce materiálu.

Skutečné napětí je definováno jako zatížení dělené skutečnou plochou průřezu, které bere v úvahu zmenšení plochy v důsledku deformace. Nominální napětí se však vypočítá jako zatížení děleno původní plochou průřezu, která zůstává konstantní po celou dobu deformačního procesu.

Jak materiál prochází deformací, skutečná deformace se zvyšuje rychleji ve srovnání s konstrukční deformací. Je to proto, že skutečné přetvoření zohledňuje skutečnou deformaci, zatímco technické přetvoření je založeno na původní délce.

Rozdíl mezi skutečným napětím a nominálním napětím se stává významnějším, protože materiál prochází větší plastickou deformací. V počátečních fázích deformace může být rozdíl malý, ale jak se materiál dále deformuje, skutečné napětí se stále více odchyluje od jmenovitého napětí.

Skutečné napětí proto poskytuje přesnější reprezentaci skutečného napětí, kterému materiál čelí během plastické deformace, s přihlédnutím ke zmenšení plochy průřezu a skutečné deformaci.