آزمایش و تحقیق

تغییر شکل الاستیک و پلاستیک

تغییر شکل الاستیک و پلاستیک وابسته به نوع ماده، اندازه و هندسه جسم موردنظر و باری که به آن اعمال می‌شود، انواع تغییر شکل‌ها برای جسم ممکن است رخ دهد. شکل زیر که نمودار تنش-کرنش یک ماده انعطاف‌پذیر تحت نیروی کششی را نشان می‌دهد، بیانگر مود های تغییر شکل جسم در بارگذاری‌های متفاوت است.

تغییر شکل الاستیک و پلاستیک

تغییر شکل الاستیک

این نوع تغییر شکل، برگشت‌پذیر است. به این معنا که با حذف بارگذاری، ماده به شکل اولیه خود بازمی‌گردد. موادی مانند الاستومرها و فلزات حافظه‌دار مانند نیتینول بازه‌های تغییر شکل الاستیک بزرگی دارند. البته در این مواد تغییر شکل الاستیک غیرخطی است. اما در فلزات رایج، سرامیک ها و اغلب کریستال‌ها که تغییر شکل الاستیک خطی دارند بازه تغییر شکل الاستیک کوچک‌تر است. تغییر شکل الاستیک خطی با قانون هوک توصیف می‌شود:

σ تنش اعمال‌شده، E ثابت ماده که مدول یانگ یا مدول الاستیک نامیده می‌شود و e کرنش ایجادشده در ماده است. البته این قانون برای موادی که حالت تغییر شکل الاستیک غیرخطی دارند برقرار نیست. حالت الاستیک خطی ماده تا زمانی که تنش اعمال‌شده به آن به تنش تسلیم (yield stress) برسد، ادامه دارد.

تغییر شکل پلاستیک

این نوع تغییر شکل برخلاف تغییر شکل الاستیک برگشت‌ناپذیر است. ماده پیش از اینکه تحت تغییر شکل پلاستیک قرار بگیرد، تغییر شکل الاستیک را تجربه می‌کند. بنابراین پس از باربرداری بخشی از ماده که دچار تغییر شکل پلاستیک شده است به شکل اولیه خود بازنمی‌گردد اما بخشی که هنوز فاز پلاستیک را تجربه نکرده به شکل اولیه خود بازمی‌گردد.

طبق دیاگرام تنش-کرنش تحت بارگذاری کششی ناحیه پلاستیک با دو بخش کرنش سختی (strain hardening) و گردن دهی (necking) شناخته می‌شود.

در ناحیه کرنش سختی ماده در اثر جابجایی‌های اتمی قوی‌تر می‌شود. نام‌گذاری ناحیه گردن دهی به این نام به این دلیل است که پس از رد شدن تنش از استحکام نهایی ماده، سطح مقطع جسم کاهش می‌یابد و به‌اصطلاح گردن می‌دهد. در طول این ناحیه ماده نمی‌تواند مقاومت زیادی در برابر تنش اعمال‌شده نشان دهد و کرنش در نمونه موردنظر به‌شدت افزایش می‌یابد. تغییر شکل پلاستیک با شکست ماده به‌پایان می‌رسد.

برچسب ها
نمایش بیشتر

محمد احمدی اکبری

مؤسس و مدیر عمران آنلاین | کارشناسی مهندسی اجرایی عمران

دیدگاهتان را بنویسید

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

بستن