Όριο διαρροής

Διάγραμμα τάσης παραμόρφωσης χάλυβα Α36. Το όριο διαρροής είναι η τάση που αντιστοιχεί στο σημείο 2. Στο σημείο 3. έχουμε την τελική θραύση του δοκιμίου.

Δοκίμια χάλυβα μετά από πλαστική επιμήκυνση με δημιουργία λαιμού και τελική θραύση.

Όριο διαρροής καλείται η κρίσιμη τιμή εφαρμοζόμενης τάσης σε ένα στερεό σώμα πέρα από την οποία μέρος της παραμόρφωση παύει να είναι ελαστική και γίνεται πλαστική.

Το όριο διαρροής είναι συνήθως η μέγιστη τάση που επιτρέπεται να παραλάβει μια κατασκευή, διότι πέρα από αυτό υπάρχει μόνιμη παραμόρφωση. Για ασφάλεια ο μηχανικός χρησιμοποιεί το λεγόμενο Συντελεστή Ασφαλείας, ο οποίος είναι πάντοτε μεγαλύτερος της μονάδας, ώστε να υποβαθμίσει το όριο διαρροής κατά συγκεκριμένο ποσοστό, ανάλογα με την κάθε περίπτωση. Κατά αυτό το τρόπο ελαττώνεται η πιθανότητα αστοχίας υλικού σε περίπτωση καταπόνησης που θα ξεπεράσει τη μέγιστη επιτρεπτή λόγω βλάβης, λάθους ή ατυχήματος.

Το όριο διαρροής δεν πρέπει να συγχέεται με το όριο καταστροφικής αστοχίας ενός υλικού. Ορισμένες φορές η υπέρβαση του ορίου διαρροής, τοπικά σε κάποιες θέσεις μιας κατασκευής, μπορεί να είναι αποδεκτή/επιτρεπτή. Πρέπει όμως να εξασφαλίζεται η ασφάλεια, ευστάθεια και λειτουργικότητα ολόκληρης της κατασκευής ως προς το μέγιστο φορτίο σχεδιασμού (πχ σεισμική φόρτιση).

Το όριο διαρροής εξαρτάται από τη φύση του υλικού και παίρνει διάφορες τιμές από πολύ μικρές για κάποια πλαστικά έως πολύ μεγάλες για υλικά όπως το τιτάνιο και διάφορα κράματα χάλυβα. Δεν έχουν όλα τα υλικά όριο διαρροής, παρά μόνο τα σχετικά όλκιμα όπως τα μέταλλα, τα κράματα μετάλλων και τα πολυμερή. Ενώ τα λεγόμενα ψαθυρά υλικά, όπως τα κεραμικά και τα μεγάλης σκληρότητας κράματα είναι δυνατόν να παρουσιάζουν ταχεία διάδοση ρωγμών και ψαθυρή αστοχία με θραύση αμέσως μόλις η τάση ξεπεράσει την ελαστική περιοχή.

Πηγές

• Juvinal, Robert C. & Marshek, Kurt M.; Fundamentals of machine component design. -2nd ed., ISBN 0-471-62281-8