Mikä on venymäaste?

Venymä on muodonmuutoksen määrä, joka ilmenee, kun esine asetetaan jännitykseen. Venymisnopeus määritellään rasituksen muutoksena ajan muutoksen aikana. Kaikkien materiaalien mitat muuttuvat jonkin verran, kun ne altistuvat rasitukselle. Jännityksen aiheuttama muodonmuutos voi olla täysin palautuva tai pysyvä käytetyn jännityksen määrästä riippuen.

Joustava venymä syntyy, kun jännityksen alainen materiaali palaa alkuperäisiin mittoihinsa jännityksen poistamisen jälkeen. Muovinen rasitus tapahtuu, kun esine on altistunut erittäin suurelle rasitukselle, eikä se enää palaa alkuperäiseen muotoonsa jännityksen poistamisen jälkeen. Monissa materiaaleissa elastisen rasituksen kääntyminen tapahtuu hetkellisesti, mikä tarkoittaa, että se tapahtuu ilman havaittavaa ajanjaksoa. Muodonmuutos, joka on täysin palautuva, mutta tapahtuu ajan myötä, kuvataan venymisnopeudella.

Venymisnopeus vaihtelee suuresti eri materiaaleilla ja vaihtelee usein eri lämpötiloissa ja paineissa. Teräs on esimerkki materiaalista, joka palaa alkuperäiseen tilaansa heti jännityksen poistamisen jälkeen. Sitä vastoin geologiassa rasituksia käytetään miljoonien vuosien aikana ja kallion venymisaste on tyypillisesti hyvin alhainen. Materiaalilla, jonka venymisnopeus muuttaa suuria määriä eri lämpötiloissa ja paineissa, on suuri venymisherkkyys.

Tämä nopeus riippuu myös tavasta, jolla voima tai jännitys kohdistetaan. Monille muoveille, jos käytetään asteittaista venytysvoimaa, materiaali pidentää suuren määrän ennen kuin se rikkoutuu. Tämä johtuu siitä, että muovimolekyyleillä on tarpeeksi aikaa suunnata itsensä uudelleen ja siirtyä toistensa ohi, jolloin venytys tapahtuu. Jos muoviin kohdistuu isku tai äkillinen voima, se rikkoutuu välittömästi ja käyttäytyy kuin hauras materiaali. Sama muovimateriaali voi reagoida hyvin eri tavalla, koska jännityssuunta aiheuttaa erilaiset rasitukset.

Venymisnopeus voidaan mitata laboratoriossa käyttämällä erityisiä testauslaitteita, jotka kohdistavat näytteeseen erittäin tarkkoja kuormituksia samalla kun mitataan muodonmuutosta ja palautumista, joka tapahtuu jännityksen poistamisen jälkeen. Koska materiaalin venymisnopeus vaikuttaa sen käyttäytymiseen, on tärkeää ymmärtää sen herkkyys kuorman tyypille, jännityksen määrälle ja lämpötilalle. Materiaalin venymisnopeuden ymmärtäminen varmistaa, että se täyttää käyttötarkoituksessa vaaditut suorituskykyvaatimukset.