كيفية حساب إجهاد القص: العملية والصيغة والمثال والحقائق الشاملة


تشرح هذه المقالة كيفية حساب إجهاد القص. إجهاد القص هو نسبة التغيير في الأبعاد بسبب قوة القص إلى الأبعاد الأصلية لقطعة العمل.

التغيير في الأبعاد في شكل إزاحة زاوية. تعمل قوة القص بالتوازي مع مستوى المقطع العرضي. يتحرك المستوى بمقدار ما وهو الإزاحة الخطية. تعطي الزاوية المقابلة لهذه الإزاحة الإزاحة الزاوية.

ما هو القص سلالة?

كما تمت مناقشته في القسم أعلاه ، فإن إجهاد القص هو نسبة التغيير في الأبعاد بسبب قوة القص إلى الأبعاد الأصلية لقطعة العمل. يخبرنا عن التشوه في شكل قيمة النسبة المئوية.

تتشوه قطعة العمل في المستوى الموازي للمقطع العرضي لقطعة العمل. يبدو كما لو أن طبقة من قطعة العمل تتحرك.

رياضيا ، يمكن إعطاء إجهاد القص على النحو التالي:

أين،

جاما هي إجهاد القص

L هو الطول الأصلي لقطعة العمل.

كيفية حساب إجهاد القص
الصورة: إجهاد القص

صورة ائتمانات: بوب كليمنتيمسلالة القص أحادي المحورCC BY-SA 4.0

ما هو الانفعال الهندسي؟

السلالة الهندسية هي رقم بلا أبعاد يمثل نسبة تشوه قطعة العمل إلى أبعادها الأصلية. يتناسب اتجاهيًا مع مقدار الاستطالة على طول الطول.

الصيغة الواردة في القسم أعلاه تمثل إجهادًا هندسيًا. عندما لا يتم ذكر نوع السلالة ، فمن المفهوم أنه تتم إحالة السلالة الهندسية.

ما هي السلالة الحقيقية؟

الإجهاد الحقيقي هو اللوغاريثم الطبيعي للطول النهائي لقطعة العمل إلى الطول الأصلي لقطعة العمل. يُظهر الإجهاد الفوري الذي يتم تطويره في قطعة العمل.

يُطلق على الإجهاد الناتج في قطعة العمل في لحظة معينة الإجهاد الحقيقي. إنه يعطي تمثيلًا أفضل للمادة التي ستتصرف تحت الضغط.

رياضيا ، يمكن إعطاء السلالة الحقيقية كما يلي:

∈ = ln x (أ0/A1)

أين،

يمثل eta السلالة الحقيقية

كيفية حساب سلالة القص؟

إجهاد القص هو نسبة طول تشوه قطعة العمل إلى الطول الأصلي لقطعة العمل.

يتم اتباع الخطوات التالية إلى حساب القص التواء-

  • قم بقياس الطول الأصلي لقطعة العمل.
  • قم بتطبيق ضغط القص على المادة.
  • قياس زاوية التشوه.
  • تان زاوية التشوه يعطي إجهاد القص.

كيفية حساب معدل إجهاد القص؟

يمكن تعريف معدل الإجهاد على أنه معدل تغيير الإجهاد فيما يتعلق بالوقت. ومن ثم فهي دالة للوقت. إنه أول تفاضل في إجهاد القص فيما يتعلق بالوقت.

يمكن أن يكون معدل إجهاد القص محسوبة بالصيغة المعطى أدناه-

γ = dγ / دينارا

حيث تمثل النقطة الموجودة على جاما معدل إجهاد القص

الإجهاد الالتوائي

يتعرض الشريط الأسطواني لضغط القص على سطحه عند تعرضه لضغط الالتواء. الإجهاد الالتوائي هو الضغط الذي يميل إلى تحريف مستوى القضيب الأسطواني بزاوية ما.

يمكن إعطاء الإجهاد الالتوائي من خلال العلاقة الواردة أدناه. يمكن استخدام الصيغة الالتوائية لإيجاد زاوية الالتواء ، وإجهاد القص ، ولحظة الالتواء لإجهاد القص ، وما إلى ذلك إذا تم توفير بيانات كافية.

كيفية حساب إجهاد القص في الالتواء?

يمكن استخدام الصيغة التي تمت مناقشتها في القسم أعلاه للعثور على إجهاد القص عندما تتعرض قطعة العمل لضغط الالتواء.

تمت مناقشة صيغة إجهاد القص في الأقسام أعلاه.

من الصيغة الالتوائية ، يخرج إجهاد القص ليكون-

γ = Rθ / L.

أين،

ثيتا هي زاوية الالتواء

L هو طول قطعة العمل

كيفية حساب إجهاد القص من إجهاد القص?

معامل القص للصلابة هو نسبة إجهاد القص إلى إجهاد القص. للعثور على إجهاد القص من إجهاد القص ، نقسم إجهاد القص على معامل القص. نحن نحصل،

أين،

G هو معامل الصلابة

كيفية إيجاد زاوية إجهاد القص?

زاوية إجهاد القص هي الزاوية التي يتم بها تشوه قطعة العمل.

يمكن إيجاد زاوية إجهاد القص باستخدام حساب المثلثات البسيط. زاوية إجهاد القص هي ظل الزاوية التي تقابلها الإزاحة ، X والطول الأصلي ، L. ويعمل الضلع المجاور للمثلث المتكون على أنه الطول الأصلي لقطعة العمل والإزاحة تعمل كضلع معاكس في المثلث.

يمكن إيجاد زاوية القص باستخدام العلاقة الواردة أدناه

أين،

فاي هي زاوية إجهاد القص

كيفية إيجاد متوسط ​​إجهاد القص?

يدخل مفهوم إجهاد القص حيز التنفيذ عندما تتعرض قطعة العمل للإجهاد من اتجاهات متعددة.

دعنا نفكر في إجهاد القص الذي يحدث عند طرفين مما يجعل زاوية إجهاد القص ألفا وبيتا على التوالي.

سيصبح متوسط ​​إجهاد القص-


γ = α + β

كيفية إيجاد إجهاد القص الزاوي?

تمت مناقشة إجهاد القص الزاوي في القسم أعلاه. إن إجهاد القص الذي يصف التغيير في الزاوية بين خطين كانا متعامدين في البداية يسمى إجهاد القص الزاوي. 

رياضيا ، يمكن أن تظهر على شكل

γ = تان α

أين،

ألفا هو إجهاد القص الزاوي

إجهاد القص في شعاع مستطيل

العارضة المستطيلة عبارة عن شعاع مقطعه العرضي مستطيل أو مربع. تختلف كمية إجهاد القص التي تتعرض لها نقاط المقطع العرضي المختلفة.

يحدث هذا لأن مسافة النقطة من تطبيق القوة متغيرة لنقاط مختلفة. لذا فإن مقدار القوة المختلفة التي تعمل على نقاط مختلفة تؤدي إلى إجهاد القص المتغير.

يكون إجهاد القص عند النقطه الوسطى والحد الأدنى عند نهايات المقطع العرضي. يتم توزيع إجهاد القص بشكل مكافئ عبر المقطع العرضي المستطيل.

ما هو الانحناء الإجهاد؟

كما يوحي الاسم ، يتسبب هذا الضغط في الانحناء في قطعة العمل عند تطبيق الحمل.

إجهاد الانحناء هو الضغط الذي يعمل بشكل طبيعي على قطعة العمل ويسبب الانحناء على طول المحور الطولي لقطعة العمل.

ما هي صيغة الانحناء الإجهاد؟

على غرار الصيغة الالتوائية. توجد أيضًا صيغة الانحناء التي تجعل من السهل علينا العثور على إجهاد الانحناء. ال صيغة الانحناء الإجهاد يرد أدناه

σb = مy/I

ما هي اللحظة القطبية من القصور الذاتي؟

العزم القطبي من القصور الذاتي أو اللحظة الثانية من القصور الذاتي هي كمية تستخدم لشرح مقاومة التشوه الناتج عن الإجهاد الالتوائي.

رياضيا ، يمكن إعطاؤه كـ-

أين،

J هي اللحظة القطبية من القصور الذاتي

ما هو معامل القسم؟

يتم استخدام معامل القسم أثناء تصميم أعضاء الانحناء للهيكل أو الحزم. يمكن تعريفه على أنه نسبة عزم القصور الذاتي في المقطع العرضي للحزمة حول المحور المحايد إلى مسافة الألياف القصوى من المركز.

رياضيا ، يمكن أن تظهر على أنها-

Z = أنا / صماكس

أين،

أنا لحظة الجمود

Z هو قسم المعامل

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