Architektura/Pevnost a pružnost

Mechanické vlastnosti konstrukčních materiálů

Mezi nejdůležitější a rozhodující mechanické vlastnosti konstrukčních materiálů patří hmotnost, pevnost, pružnost a tažnost. Tyto mechanické vlastnosti ovlivňují jak se pod zatížením (velikost zatížení a typ zatížení) materiál chová. Chování materiálu je dále závislé na svých rozměrech a případně tvaru nebo způsobu uložení či spojení.

Z pozorování mechanických vlastností konstrukčních materiálů vyplývá, že kovy mají vysoký modul pružnosti, jsou velmi pevné v tlaku a dostatečně tažné. Silikáty mají menší modul pružnosti než kovy, ale větší než přírodní organické materiály (například dřevo) a plasty. Plasty jsou relativně pevné v tlaku a méně pevné v tahu a křehké, zatímco organické materiály (například dřevo), které mají většinou vláknitý charakter, záleží na směru jejich namáhání. Ve směru vláken jsou většinou několikanásobně pevnější než ve směru kolmém na vlákna. Plasty se však vyznačují vysokou tažností.

Některé mechanické vlastnosti materiálů se mění dle teploty a vlhkosti a změny této teploty a vlhkosti. A mohou je proto ovlivnit i venkovní podmínky.

Druhy namáhání

Namáhání způsobuje síla, která působí na materiál. Důsledkem namáhání je deformace materiálu.

• Dvojce sil - Z Newtonova 3. zákonu (akce a reakce) vyplývá, že proti každé akci vždy působí stejná reakce; vzájemná působení svou těles jsou vždy stejně velká a míří na opačné strany.
• Síly jsou stejně velké
• Síly působí navzájem opačně - proto směřují proti sobě, nebo od sebe

Namáhání tahem

Způsobují ji dvě síly na obou koncích tělesa. Síly působí proti sobě, přičemž obě síly musí ležet na společné nositelce kolmé k rovině řezu, musí být stejně velké a působit ven z tělesa. Deformace namáhání tahem způsobuje prodloužení materiálu.

Namáhání tlakem

Způsobují ji dvě síly podobně jako při namáhání tahem, ale síly působí směrem do tělesa. Síly jsou stejně velké a působí proti sobě. Deformace namáháním tlakem způsobuje zkrácení materiálu.

Namáhání smykem (střihem)

Způsobují ji dvě síly na společné nositelce, jsou stejně velké a působí proti sobě směrem do tělesa a ležícími v rovině řezu. Deformací namáhání smykem se nazývá zkosení.

Namáhání krutem

Způsobují ji dvě síly ležící v rovině řezu (kroutícím momentem). Deformací namáhání krutem se nazývá zkrut, jehož velikost se vyjadřuje úhlem zkroucení.

Namáhání ohybem

Způsobuje jí dvojce sil ležící v rovině kolmé na rovinu řezu (ohybovým momentem). Deformací namáhání ohybem se nazývá průhyb.