إجهاد الانحناء المسموح به: حقائق مفصلة وأسئلة وأجوبة


تتناول هذه المقالة إجهاد الانحناء المسموح به. يفرض المصطلح المسموح به حدًا لا يمكن تجاوزه. يحدد حد الأمان الذي إذا تم تجاوزه يمكن أن يؤدي إلى الفشل.

أثناء تصميم المكونات الميكانيكية ، يتم أيضًا أخذ المشكلات غير المعروفة في الاعتبار بسبب إدخال عامل أمان. تؤدي زيادة مستويات الأمان أيضًا إلى زيادة تكلفة المنتج ، لذلك يتم التفاوض على المقدار المثالي من الضغط المسموح به أثناء التصميم.

ما هو إجهاد الانحناء المسموح به؟

المسموح به تقويس الإجهاد هو أسلم قدر من الضغط يمكن تطبيقه على المكون دون الخوف من الفشل. هذا مصطلح مهم للغاية يستخدم في صناعة الميكانيكا والبناء. تساعد معرفة الضغوط المسموح بها في تحديد المادة المناسبة لاستخدامها.

أي قدر من الإجهاد يتجاوز حد الإجهاد المسموح به هو علامة على وجود خطر على المكون. تمت مناقشة صيغة إجهاد الانحناء المسموح به في أقسام لاحقة من هذه المقالة. يختلف هذا الضغط عن أقصى إجهاد الانحناء ويمكن أن يكون مساويًا أو أقل من إجهاد الانحناء الأقصى.

إجهاد الانحناء المسموح به
الصورة: الانحناء

صورة ائتمانات: ويكيبيديا

أقصى إجهاد الانحناء

تسمى قيمة إجهاد الانحناء الذي سيفشل المكون بعده بالتأكيد على أنه أقصى إجهاد الانحناء. هذا هو الحد الأعلى للضغط أو نقطة الكسر / الكسر للمادة.

هذا هو الحد النهائي للضغط الذي يمكن تطبيقه على المادة. بعد هذا الحد ، يكون للمكون احتمال 100٪ للفشل. هذا الضغط أكبر من إجهاد الانحناء المسموح به.

صيغة الإجهاد الانحناء المسموح بها

يعتمد الضغط المسموح به على عوامل مختلفة ، مع الأخذ في الاعتبار كل عامل يتم اشتقاق مصطلح واحد يسمى عامل الأمان. عامل الأمان يميز المصطلح الأقصى إجهاد الإنحناء وضغط الانحناء المسموح به.

تمت مناقشة الحد الأقصى من إجهاد الانحناء في القسم أعلاه. معادلة إجهاد الانحناء المسموح به موضحة أدناه- σالمسموح به = σماكس/Fs

إذا كان عامل الأمان هو الوحدة ، فإن أقصى ضغط للثني يساوي إجهاد الانحناء المسموح به.

كيفية حساب إجهاد الانحناء المسموح به

يتم حساب إجهاد الانحناء المسموح به باستخدام الصيغة التي تمت مناقشتها في القسم أعلاه. المتطلبات المسبقة لحساب إجهاد الانحناء المسموح به هي تحديد عامل الأمان حسب نوع التطبيق وأقصى إجهاد الانحناء.

قوة الانحناء المسموح بها للخرسانة

تستخدم الخرسانة بشكل كبير في صناعة البناء. في الوقت الحاضر ، تسود الطرق الخرسانية أيضًا على نطاق واسع. من المهم جدًا معرفة قوة الانحناء للخرسانة.

يتم إعطاء مقاومة الانحناء من درجات مختلفة من الخرسانة أدناه-

  • M15-5.0 ميجا باسكال
  • M20-7.0 ميجا باسكال
  • M25-8.5 ميجا باسكال
  • M30-10.0 ميجا باسكال
  • M40-13.0 ميجا باسكال
  • M45-14.5 ميجا باسكال
  • M50-16.0 ميجا باسكال

قوة الانحناء المسموح بها من الألومنيوم

يتميز الألمنيوم بميزة ميكانيكية على المعادن الأخرى لأنه أخف وزنًا. هناك عدد قليل من درجات الألومنيوم التي يمكن ثنيها بسهولة ،

  • سبائك الألومنيوم 3003
  • سبائك الألومنيوم 5052
  • سبائك الألومنيوم 5083

تبلغ قوة الانحناء من درجة الألومنيوم AL6061 299 ميجا باسكال ويمكن أن تزيد هذه القيمة حتى 446 ميجا باسكال لمركبات CSA الهجينة والتي تعد إصدارًا أعلى بنسبة 49٪ من المعدن الأساسي AL6061.

قوة الانحناء المسموح بها للخشب الرقائقي

تعتمد مقاومة الانحناء للخشب الرقائقي على عدد الطبقات وسمك الكذب وترتيب حبيبات الطبقات.

بالنسبة للطبقة المتوترة ، فإن قوة الانحناء هي-

  • لاتجاه الحبوب الموازي لـ span-20 MPa
  • لاتجاه الحبوب العادي يمتد إلى 15 ميجا باسكال

للطبقة في الانضغاط ، تكون قوة الانحناء-

  • لاتجاه الحبوب الموازي لـ span-10MPa
  • لاتجاه الحبوب العادي يمتد إلى 8 ميجا باسكال

البيانات أعلاه مأخوذة من الاختبار الذي تم إجراؤه على 5 طبقات بسماكة 6 مم لكل منها.

إجهاد الانحناء المسموح به للخشب

هناك أنواع مختلفة من الخشب متوفرة في السوق. الأكثر شيوعًا هي القيقب ، البلوط ، خشب الصنوبر ، الخشب الأحمر.

ضغوط الانحناء المسموح بها لأنواع الأخشاب المذكورة أعلاه موضحة أدناه -

  • خشب القيقب- 1271-1491 ميجا باسكال
  • بلوط-1369-1610 ميجا باسكال
  • غابة الصنوبر-1222-1438 ميجا باسكال
  • الخشب الأحمر-1320-1553 ميجا باسكال

كيفية حساب الإجهاد الانحناء المسموح به مثال

دعونا نفكر في البيانات المقدمة لعينة عينة:

الحد الأقصى إجهاد الإنحناء التي يمكن أن تحملها العينة هي 100 ميجا باسكال.

يجب الحفاظ على عامل الأمان حول 1.5

احسب إجهاد الانحناء المسموح به.

يمكن العثور على الضغط المسموح به باستخدام الصيغة التي تمت مناقشتها في القسم أعلاه.

بعد استبدال القيم في الصيغة ، نحصل على إجهاد الانحناء المسموح به كـ 66.67 ميجا باسكال.

ابهيشيك

مرحباً .... أنا أبهيشيك خامبهاتا ، لقد تابعت درجة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية. طوال أربع سنوات من عملي في الهندسة ، قمت بتصميم وطيران طائرات بدون طيار. موطن قوتي هو ميكانيكا الموائع والهندسة الحرارية. استند مشروعي في السنة الرابعة إلى تحسين أداء المركبات الجوية غير المأهولة باستخدام تكنولوجيا الطاقة الشمسية. أود التواصل مع الأشخاص ذوي التفكير المماثل.

آخر المقالات