منحنى الإجهاد و الانفعال Stress-Strain Curve

  منحنى الإجهاد و الانفعال Stress-Strain Curve 









هو منحنى يوضح العلاقة بين الإجهاد والإنفعال للمواد المختلفة. ويتم رسم هذا المنحنى عن طريق إجراء اختبار الشد لعينة من المادة. 

يستخدم اختبار الشد الهندسى على نطاق واسع لتوفير معلومات أساسية للتصميم عن مقاومة المواد ولأنه اختبار قبول يستخدم للتحقق من استيفاء المواد لمعايير لمواصفات القياسية. وفي اختبار الشد تتعرض عينة الاختبار لقوة شد أحادية المحور تتزايد باستمرار، و يتم في الوقت ذاته رصد استطالة العينة كدالة في قوة الشد. المعالم (البارامترات) التى تستخدم لوصف منحنى الإجهاد والانفعال هي مقاومة الشد ومقاومة الخضوع أو نقطة الخضوع ونسبة الاستطالة، والانخفاض في المساحة. أول اثنين هما معلمان من معالم المقاومة ، 


يستخدم اختبار الشد الهندسى على نطاق واسع لتوفير معلومات أساسية للتصميم عن مقاومة المواد ولأنه اختبار قبول يستخدم للتحقق من استيفاء المواد لمعايير لمواصفات القياسية. وفي اختبار الشد تتعرض عينة الاختبار لقوة شد أحادية المحور تتزايد باستمرار، و يتم في الوقت ذاته رصد استطالة العينة كدالة في قوة الشد (الحمل). ويرسم منحنى الإجهاد والانفعال الهندسى من قياسات الحمل والاستطالة .


ويتم الحصول على الإجهاد عن طريق قسمة الحمل على المساحة الأصلية للمقطع العرضي للعينة.


R=P/A0


والانفعال المستخدم في منحنى الإجهاد والانفعال الهندسى هو الانفعال الخطي المتوسط، والذى يتم الحصول عليه عن طريق قسمة الاستطالة الحادثة في طول المعيار d على طوله الأصلى L0.


e=d/L0 =∆L/L=(L-L0)/L0


لأن كلا من الإجهاد والانفعال يتم الحصول عليها عن طريق قسمة الحمل والاستطالة من عوامل ثابتة، سيكون لمنحنى الحمل والاستطالة نفس شكل منحنى الإجهاد والانفعال الهندسى. وكثيراً من يستخدم المنحنيان بالتعاوض، أى يعوض أحدهما عن الآخر.


يعتمد شكل ومقدار منحنى الإجهاد والانفعال لفلز معين على تركيبه ومعالجته الحرارية، وتاريخ تشوهه اللدن السابق ومعدل الانفعال ودرجة الحرارة وحالة الإجهاد المطبقة أثناء الاختبار. المعالم (البارامترات) التي تستخدم لوصف منحنى الإجهاد والانفعال للفلزات هي مقاومة الشد ومقاومة الخضوع أو نقطة الخضوع ونسبة الاستطالة (%) وانخفاض المساحة. أول اثنين هما معلمان من معالم المقاومة ، والأخيران يدلان على المطيلية.


الشكل العام لمنحنى الإجهاد والانفعال الهندسى يتطلب مزيدا من الإيضاح. في المنطقة المرنة يتناسب الإجهاد تناسباً خطياً مع الانفعال. وعندما يتجاوز الحمل القيمة المقابلة لمقاومة الخضوع، تخضع العينة لتشوه لدن إجمالى، وهو تشوه دائم يبقى فيها حتى ولو تم تسييب الحمل حتى الصفر. الإجهاد الذى ينتج تشوه لدن متصل يزيد بزيادة الانفعال اللدن، أى أن الفلز يتصلد بالانفعال. ويبقى حجم العينة ثابتاً أثناء التشوه اللدن، ، ومع استطالة العينة فإنها تنخفض بشكل متجانس على طول المعيار في مساحة مقطعها العرضى.


في البداية يقوم التصلد بالانفعال بتعويض هذا النقص في المساحة، بل ويزيد تأثيره عن ذلك فيستمر الإجهاد الهندسى (المتناسب مع الحمل P) في الارتفاع مع زيادة الانفعال. في نهاية المطاف يتم الوصول إلى نقطة يكون عندها الانخفاض في مساحة مقطع العينة أكبر من الزيادة في حمل التشوه الناشئ عن التصلد بالانفعال. سيتم الوصول إلى هذه الظروف أولاً في نقطة ما في العينة تكون أضعف قليلا من البقية. فيتركز كل التشوه اللدن الحادث بعد ذلك في هذه المنطقة، ثم تبدأ العينة تتعنق necking (تكون عنق أو رقبة) أو تَرِقّ موضعياً. ولأن مساحة المقطع العرضي الآن آخذة في التناقص بسرعة أكبر كثيراً من زيادة الحمل بسبب التصلد بالانفعال، ينخفض الحمل الفعلى اللازم لتشويه العينة ويستمر بالمثل انخفاض الإجهاد الهندسى حتى يحدث الكسر.

author-img
كوكب المنى

تعليقات

ليست هناك تعليقات
إرسال تعليق
    google-playkhamsatmostaqltradent