عمران، مکانیک، مهندسی 2979 بازدید

یک «ماده شکل‌پذیر» (Ductile) می‌تواند کرنش‌های بزرگ را حتی پس از رسیدن به نقطه تسلیم تحمل کند. در طرف مقابل، یک «ماده شکننده» (Brittle)، مقاومت کمی در برابر کرنش‌های پلاستیک دارد و در برخی از موارد، هیچ کرنش پلاستیکی را تحمل نمی‌کند. در شکل زیر، منحنی‌های تنش-کرنش یک ماده شکل‌پذیر و یک ماده شکننده به نمایش در آمده است.

منحنی تنش-کرنش الف) ماده شکننده؛ ب) ماده شکل‌پذیر (حقوق معنونی این تصویر متعلق به وبسایت MechaniCalc است.)

در شکل بالا، مشاهده می‌شود که ماده شکل‌پذیر تا نقطه شکست (F)، کرنش قابل توجهی را تحمل کرده است. در این منحنی، بین نقطه تسلیم (Y) و مقاومت نهایی (U)، یک ناحیه طولانی وجود دارد. این ناحیه، سخت‌شوندگی کرنش ماده را نشان می‌دهد. به علاوه، بخش دیگری نیز بین مقاومت نهایی و نقطه شکست دیده می‌شود. در این بخش، مساحت سطح مقطع ماده به سرعت کاهش یافته و پدیده باریک شدگی رخ می‌دهد. از سوی دیگر، با توجه به نمودار مربوط به ماده شکنند می‌توان دید که در فاصله کوتاهی پس از نقطه تسلیم، شکست در ماده رخ می‌دهد. علاوه بر این، مقاومت نهایی بر روی نقطه تسلیم منطبق است.

از آنجایی که مساحت زیر منحنی تنش-کرنش برای مواد شکل‌پذیر، نسبت به مواد شکننده بزرگ‌تر است، ضریب چقرمگی مواد شکل‌پذیر بیشتر خواهد بود. در واقع، این ویژگی باعث جذب بیشتر انرژی کرنشی پیش از شکست می‌شود. به علاوه، به دلیل کرنش قابل توجه مواد شکل‌پذیر پیش از شکست، این مواد تغییر شکل بسیار زیادی را متحمل می‌شوند. بنابراین، با مشاهده رفتار مواد شکل‌پذیر، می‌توان شکست احتمالی آن‌ها را پیش‌بینی کرد و اقدامات لازم در جهت جلوگیری از وقوع خسارات احتمالی را انجام داد.

منحنی تنش-کرنش معرف برای مواد شکننده در شکل زیر آورده شده است. این منحنی، تغییرات تنش و کرنش در بارگذاری‌های فشاری و کششی را نشان می‌دهد. با توجه به این منحنی، یک ماده شکننده پیش از رسیدن به نقطه شکست، تنش و کرنش بیشتری را در آزمایش فشاری نسبت به آزمایش کششی تحمل می‌کند.

منحنی تنش-کرنش برای مواد شکننده در آزمایش فشاری و کششی (حقوق معنونی این تصویر متعلق به وبسایت MechaniCalc است.)

امیدواریم این آموزش برایتان مفید واقع شده باشد. اگر به مطالعه موضوعات مشابه علاقه‌مند هستید، مطالب زیر را به شما پیشنهاد می‌کنیم:

^^

اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.

«حسین زبرجدی دانا»، کارشناس ارشد مهندسی استخراج معدن است. فعالیت‌های علمی او در زمینه تحلیل عددی سازه‌های مهندسی بوده و در حال حاضر آموزش‌های مهندسی عمران، معدن و ژئوتکنیک مجله فرادرس را می‌نویسد.

بر اساس رای 5 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *