قراءة لمدة 1 دقيقة منحني الإجهاد والانفعال
بالعربية :
منحني الإجهاد والانفعاليُعتبر منحني الإجهاد والانفعال أحد الأدوات الأساسية في ميكانيكا المواد، حيث يُظهر العلاقة بين الإجهاد (Stress) والانفعال (Strain) أثناء عمليات الاختبار الميكانيكي، مثل اختبارات الشد والانضغاط. يمثل الإجهاد القوة المطبّقة على وحدة المساحة، بينما يمثل الانفعال التغير النسبي في الأبعاد نتيجة هذه القوة.
يتكون منحني الإجهاد والانفعال من عدة مراحل أساسية تُظهر سلوك المادة عند تطبيق الإجهاد. إليك تفاصيل كل مرحلة:
- المرحلة الخطية: في هذه المرحلة، تكون العلاقة بين الإجهاد والانفعال خطية، وتظهر المادة سلوكاً مرناً (Elastic Behavior). يُمكن استخدام قانون هوك (Hooke's Law) الذي ينص على أن الإجهاد يتناسب طردياً مع الانفعال حتى يتم الوصول إلى حد المرونة (Yield Point).
- حد المرونة: هو النقطة التي بعد الوصول إليها تبدأ المادة بالتحول من السلوك المرن إلى البلاستيك. عند هذه النقطة، يكون هناك تغير دائم في شكل المادة.
- المرحلة البلاستيكية: بعد تجاوز حد المرونة، تصبح المادة أقل قدرة على العودة إلى شكلها الأصلي. تعتمد سلوكها خلال هذه المرحلة على نوع المادة وخصائصها.
- النقطة القصوى: هي النقطة التي تصل فيها المادة إلى أقصى قدرة تحمل قبل أن تبدأ في الانهيار. بعد هذه النقطة، يبدأ منحنى الانفعال في الانخفاض على الرغم من زيادة الإجهاد.
- التفكك: في هذه المرحلة، تبدأ المادة في الانهيار أو التصدع. تُظهر الإختبارات وجود انبعاج (Necking) والذي يؤشر على الموضع الذي يبدأ فيه الفشل.
يُستخدم منحني الإجهاد والانفعال في العديد من التطبيقات العملية. على سبيل المثال، تُستخدم نتائج اختبارات الشد في تصميم الهياكل الهندسية لمواد مثل الفولاذ والألمنيوم، مما يضمن أن هذه المواد قادرة على تحمل الأحمال المتوقعة دون أن تفشل.
بالإضافة إلى التحليل الهيكلي، يُعتبر منحني الإجهاد والانفعال مفيدًا في تحليل العمليات التصنيعية، مثل تشكيل المعادن، حيث يُساعد في فهم كيفية استجابة المواد تحت ظروف معينة.
عموماً، يُعتبر منحني الإجهاد والانفعال أداة حيوية في العديد من مجالات العلوم والهندسة، حيث يُساعد المهندسين والباحثين في تقييم المواد والتقنيات المستخدمة أثناء التصميم.