Kekakuan vs. Kekuatan:Perbedaan dan Faktor Utama yang Perlu Diperhatikan

Kekuatan dan kekakuan material adalah dua sifat penting yang harus dipahami dalam evaluasi produk. Mereka memainkan peran utama dalam menentukan penerapan bahan untuk tujuan yang berbeda. Beberapa aplikasi memerlukan produk yang harus kuat dan tahan lentur. Produk tersebut juga harus dapat mendistribusikan muatan ke area yang dibutuhkan.

Seringkali, orang mengacaukan properti ini sebagai hal yang sama. Banyak orang juga mengacaukan kedua konsep tersebut dengan kekerasan bahan. Namun, ada beberapa perbedaan di antara mereka. Oleh karena itu, sangat penting untuk memahami perbedaan ini saat memilih bahan untuk berbagai tujuan.

Artikel ini menjelaskan perbedaan antara kekuatan dan kekakuan serta sifat teknisnya. Ini juga memberikan tips untuk membuat desain yang sempurna menggunakan bahan yang kaku dan kuat. Mari kita selami!

Kekakuan vs. Kekuatan

Kekakuan dan kekuatan berhubungan erat. Dengan demikian, mereka adalah istilah yang mudah membingungkan dalam hal rekayasa. Penggunaannya dalam percakapan umum membuat sulit bagi kebanyakan orang untuk memahami perbedaan mereka. Hal ini juga membuat cukup sulit untuk mengklasifikasikan mereka sesuai. Meskipun keduanya menyiratkan rasa perlawanan, kekakuan bervariasi dari kekuatan dalam beberapa cara.

Apa itu Kekuatan?

Kekuatan adalah ukuran jumlah tegangan yang dapat ditahan oleh suatu bahan tanpa putus. Ini adalah kemampuan material untuk menahan beban maksimum sebelum rusak atau berubah bentuk secara permanen.

Ketika suatu material mengalami deformasi, ia berubah bentuk sebagai respons terhadap gaya yang diberikan. Kekuatan, oleh karena itu, mengacu pada kemampuan material untuk mengakomodasi gaya tanpa putus.

Ini adalah ukuran total kapasitas material untuk menahan beban yang ditempatkan di atasnya sebelum mencapai titik deformasi permanen. Insinyur sering mengasosiasikan nilai yang dikenal sebagai Tegangan Hasil "σy" sebagai kekuatan. Ini membantu untuk menetapkan perbedaan antara kekuatan dan kekakuan. Kekuatan suatu material adalah hasil dari komposisi kimia dan perlakuan panasnya.

Jenis Kekuatan

Ada berbagai jenis dan ukuran kekuatan untuk diperiksa saat mengevaluasi bahan. Mereka termasuk yang berikut:

Kekuatan Tarik

Ini adalah jumlah maksimum peregangan atau penarikan material sebelum menjadi rusak secara permanen. Kekuatan tarik pada dasarnya adalah ukuran seberapa banyak material dapat menahan. Ini adalah titik referensi yang berguna tentang bagaimana kinerja suku cadang dalam aplikasi.

Ada tiga jenis kekuatan tarik utama, termasuk:

• Kekuatan Hasil. Ini adalah titik di mana material mulai berubah bentuk secara plastis.
• Kekuatan Tarik Ultimate. Ini adalah tegangan pamungkas atau maksimum yang dapat ditahan oleh suatu material tanpa putus.
• Kekuatan yang Dapat Dipecahkan. Ini menggambarkan koordinat kekuatan pada kurva kekuatan-regangan pada titik patah.

Kekuatan Dampak

Kekuatan impak adalah ukuran jumlah impak atau gaya yang diterapkan material yang dapat diterima sebelum deformasi. Beban yang menyebabkan tumbukan dan batas material dinyatakan dalam energi. Oleh karena itu, kekuatan benturan mengukur tingkat energi yang dapat diambil material sebelum berubah bentuk.

Kekuatan Tekan

Seperti yang tersirat dari namanya, kuat tekan adalah tingkat kompresi atau tekanan maksimum yang dapat ditahan oleh suatu bahan. Itu diukur menggunakan mesin uji universal. Mesin ini menerapkan beban yang tinggi pada material.

Kekuatan Hasil vs Kekuatan Tertinggi

Sesuai dengan namanya, kekuatan luluh adalah jumlah beban maksimum yang dapat diterima suatu bahan sebelum bahan tersebut mulai luluh dan berubah bentuk secara permanen. Pada titik ini, material berubah bentuk ketika ada pengerahan kekuatan tertinggi untuk mencapai titik luluh.

Di sisi lain, kekuatan tarik pamungkas mengacu pada jumlah maksimum tegangan yang dapat ditahan suatu material saat diregangkan. Kekuatan tarik pamungkas adalah ketahanan tertinggi material terhadap gaya yang diberikan. Ini sering mengakibatkan pemanjangan permanen atau peregangan material.

Namun, kekuatan luluh dan kekuatan tarik ultimit merupakan indikator kemampuan material untuk menahan deformasi.

Apa itu Kekakuan Material?

Kekakuan material adalah ukuran kemampuan material untuk kembali ke bentuk aslinya setelah diberi gaya eksternal. Ini mengacu pada kemampuan material untuk menahan kekuatan eksternal dan masih kembali ke bentuk aslinya.

Gaya-gaya ini meliputi pembengkokan, peregangan, dan bentuk-bentuk regangan lainnya. Ini juga bisa disebut sebagai kekakuan suatu material. Ini adalah kemampuannya untuk menahan deformasi. Kekakuan erat kaitannya dengan bahan elastis atau fleksibel. Semakin fleksibel suatu bahan, semakin rendah kekakuannya.

Secara umum, kekakuan adalah ukuran total besarnya defleksi yang disebabkan oleh beban pada material. Insinyur sering mengaitkan nilai yang dikenal sebagai Modulus Muda “E” untuk Kekakuan.

Mengetahui sifat bahan penting untuk desain bagian Anda. Jika Anda memerlukan saran tentang pemilihan material untuk membuat suku cadang berkualitas tinggi, RapidDirect adalah mitra terbaik Anda.

Hubungan Antara Kekakuan dan Kekuatan

Ketika berbicara tentang kekakuan vs. kekuatan, mudah untuk membingungkan banyak hal. Sering muncul logika bahwa jika suatu bahan kaku, bahan itu cukup kuat untuk menahan gaya dan menopang beban tanpa putus. Namun, ini tidak terjadi karena "lebih kuat" tidak selalu berarti "lebih kaku".

Kekuatan material dan sifat kekakuannya tidak berhubungan langsung. Ini terbukti ketika bahan-bahan dengan berbagai sifat kekakuan dan kekuatan ini terkena gaya eksternal. Sifat material yang kaku memungkinkannya kembali ke bentuk aslinya setelah mengambil beberapa bentuk untuk menerima gaya tersebut.

Di sisi lain, bahan yang kuat tidak mengubah bentuknya. Itu baik menahan gaya, atau berubah bentuk secara permanen jika gaya lebih besar dari kekuatan tariknya. Ini dapat membingungkan logika belaka karena ketahanan terhadap deformasi fisik adalah bagian penting dari menentukan kekuatan dan kekakuan. Namun, bahan tersebut dapat dengan mudah pecah jika memiliki kekuatan yang rendah. Jika kekakuannya rendah, ia dapat membelokkan beban tinggi.

Apa Perbedaan Antara Kekuatan dan Kekakuan Bahan?

Kekuatan dan kekakuan adalah dua sifat fisik suatu material. Salah satu perbedaan utama di antara mereka adalah bahwa kekakuan adalah kemampuan suatu benda untuk menahan tekanan tanpa putus. Di sisi lain, kekuatan adalah kemampuan suatu benda untuk menahan deformasi ketika diberikan tegangan.

Kekuatan mengukur tegangan atau gaya yang diterapkan pada material sebelum patah (kekuatan tarik) atau berubah bentuk secara permanen (kekuatan luluh). Namun, kekakuan material menentukan bagaimana suatu material ditekuk untuk menahan gaya yang diberikan saat kembali ke bentuk aslinya setelah melepaskan gaya.

Bahan yang kuat dengan kekakuan yang lebih kecil akan pecah jika gaya yang diberikan melebihi kekuatan tariknya. Bahan yang kuat tidak berubah bentuk. Jika gaya yang diberikan melebihi kekuatannya, itu hanya akan pecah, benar-benar kehilangan bentuk aslinya.

Namun, bahan kaku dengan kekuatan yang lebih kecil akan dibelokkan. Defleksi membantunya untuk mengakomodasi gaya yang diberikan padanya. Oleh karena itu, ia dapat kembali ke bentuk aslinya setelah gaya dihilangkan.

Praktik Terbaik dalam Mendesain untuk Kekuatan dan Kekakuan

Kekakuan vs kekuatan menyajikan topik penting untuk dipertimbangkan dalam manufaktur. Berikut adalah empat praktik terbaik yang harus diperhatikan sebelum dan selama proses desain.

1. Hitung Tegangan yang Diharapkan pada Setiap Bahan

Untuk memastikan di mana kemunduran mungkin muncul, Anda harus menentukan gaya yang diharapkan akan diberikan pada setiap bahan. Penting untuk mengetahui cara menguji kekakuan material. Anda dapat melakukan ini dengan mengukur bagaimana desain yang dimaksud merespons berbagai kekuatan. Untuk memeriksa ini, Anda dapat menggunakan teknik instrumentasi untuk memprediksi perilaku model dan menganalisis data yang dihasilkan. Selanjutnya, Anda harus mencatat variabel creep dan fatik dalam sistem alternatif yang berafiliasi dengan lingkungan yang akan terpapar material.

2. Jalankan Tes pada Berbagai Bahan Sebelum Seleksi

Bahan dengan sifat mekanik yang diketahui harus digunakan untuk menguji kekuatan atau kekakuan dengan gaya eksternal. Bahan seperti keramik rapuh. Mereka tidak menunjukkan deformasi sebelum patah. Setelah pengerahan kekuatan, mereka pecah dengan cepat dan menjadi cacat secara permanen. Logam, di sisi lain, memiliki sifat ulet dan rapuh. Jika ulet, mereka menunjukkan deformasi plastis sebelum patah. Alternatif getas menjadi terdeformasi secara permanen pada pengerahan gaya di luar titik lelehnya

3. Identifikasi Faktor Penting saat Anda Memulai Desain

Penting untuk mengidentifikasi faktor dan komponen yang paling penting untuk desain Anda. Faktor-faktor ini mungkin termasuk pembebanan seragam dan benturan serta beban konstan dan terkonsentrasi. Ini sangat penting pada tahap awal desain Anda ketika mengembangkan desain Anda dengan perangkat lunak CAD. Ini akan membantu Anda membuat representasi grafis dari komponen tersebut menggunakan pemodelan diagram blok dan grafik ikatan. Oleh karena itu, Anda akan memiliki sedikit kekakuan dan kekuatan yang dibutuhkan.

4. Konfirmasi Fungsionalitas Desain Sebelum Membuat Prototipe

Anda dapat berkonsultasi dengan insinyur untuk meninjau desain Anda. Mereka akan membantu Anda memberikan analisis teknis desain Anda dan memberikan ulasan jika diperlukan. Manfaatkan analisis FEA untuk mengoptimalkan geometri desain Anda. Kemudian, pastikan bahwa hasil numerik sinkron sebelum membuat prototipe.

Kesimpulan

Penting untuk memahami peran individu dari kekuatan dan kekakuan material dalam pengambilan keputusan mendasar. Mereka adalah faktor yang sangat penting dalam produksi produk kelas atas. Ini karena produksi bergantung pada respons material terhadap gaya atau beban yang diterapkan.

Cara paling andal untuk memahami perbedaan antara kekuatan dan kekakuan adalah bekerja dengan perusahaan yang andal. Di RapidDirect, kami memahami interaksi antara desain dan bahan produk yang berbeda. Kami juga memahami bagaimana material ini berinteraksi dengan tanah serta muatan peralatan.

Oleh karena itu, kami siap menggunakan keahlian dan pengalaman kami untuk membantu Anda melalui produksi materi Anda. RapidDirect membantu Anda mulai dari pemilihan dan pembelian material hingga pembuatan prototipe dan produksi. Kami menawarkan sertifikat material, sertifikasi ISO 9001:2015, dan pemeriksaan kualitas yang kuat. Semua ini, dan banyak lagi, tersedia dengan harga bersaing.