كيفية حساب إجهاد القص: العملية والصيغة والمثال والحقائق الشاملة


تشرح هذه المقالة كيفية حساب إجهاد القص. إجهاد القص مسؤول عن تشوه قطعة العمل على طول مستوى المقطع العرضي.

عندما يعمل الضغط الذي يعمل على سطح قطعة العمل بالتوازي مع المقطع العرضي لقطعة العمل ، فإن الضغط الذي تتعرض له قطعة العمل يسمى إجهاد القص.

كيف تحسب إجهاد القص في شعاع؟

عندما يتعرض شعاع ل لحظة الانحناء، M وقوة القص ، V ، تتعرض الحزمة لضغط القص على طول محورها المركزي.

يتم إعطاء إجهاد القص الأقصى للحزمة المستطيلة على النحو التالي:

أين،

تاو هو إجهاد القص

يتم إعطاء إجهاد القص الأقصى لحزمة دائرية على النحو التالي:

أين،

أ هي منطقة المقطع العرضي للحزمة

كيفية حساب إجهاد القص من الترباس؟

إجهاد القص هو ببساطة مقدار قوة القص التي تعمل على مساحة وحدة البرغي. يتعرض الترباس المتصل بلوحة لضغط القص عندما تتعرض نهايات الألواح لقوة القص.

يتم إعطاء إجهاد القص الذي يعمل على الترباس على النحو التالي:

أين،

t1 و t2 عبارة عن سماكة للوحات (لوحتين)

د هو القطر الاسمي للمسمار

كيف نتخلص من التوتر الطبيعي؟

عادة عندما يتم العمل على قطعة عمل من خلال بعض القوة ، فإن قطعة العمل تواجه قوى القص والقوى المعيارية. يمكن العثور على الضغط الطبيعي باستخدام العلاقة أدناه

N = F / A x cos2θ

أين،

N هو الضغط الطبيعي

يمكن العثور على إجهاد القص باستخدام العلاقة أدناه-

S = F / A x sinθ

حيث ، S هو إجهاد القص

ومن ثم ، إذا أردنا كتابة إجهاد القص من حيث الإجهاد الطبيعي ، إذن -

S = N x tanθ

كيف تحسب إجهاد القص من عزم الدوران؟

عندما تخضع قطعة العمل لعزم الدوران ، فإنها تتعرض للقص على السطح. هذا قص مزدوج يعمل على كلا الجانبين من حيث يتم إنتاج عزم الدوران.

فيما يلي صيغة إيجاد إجهاد القص من عزم الدوران:

كيف تحسب إجهاد القص في السوائل؟

يحدث إجهاد القص في السوائل نتيجة التدفق. يمكن اعتبار الحجم الكامل للسائل على أنه طبقات رقيقة متعددة من السائل محصورة معًا. عندما يتدفق السائل ، تتحرك كل طبقة بسرعة مختلفة.

هذا الاختلاف في السرعة يخلق إجراء فرك ويؤدي إلى إجهاد القص في السوائل. للعثور على إجهاد القص في السوائل ، نحتاج إلى معرفة الديناميكية لزوجةوسرعة الطبقة ومسافة تلك الطبقة من السطح.

رياضياً ، يمكن العثور على إجهاد القص في السوائل باستخدام العلاقة أدناه-

حيث mu هي اللزوجة الديناميكية

كيف تحسب إجهاد القص في اختبار الالتواء؟

للتحقق من قوة القص لقطعة العمل تحت الحمل الالتوائي ، يتم إجراء اختبار الالتواء. في هذا الاختبار ، يتم لف أطراف قطعة العمل على طول المحور الطولي لقطعة العمل. هذه هي أبسط ممارسة لاختبار قطعة العمل تحت الالتواء.

يتم إجراء هذا الاختبار لمعرفة ما إذا كانت قطعة العمل ستعمل في ظل ظروف حمل التوائية محددة أم لا. إذا تحطمت قطعة العمل ، فيُقال إنها فشلت في اختبار الالتواء ، وإذا نجت دون التواء ، يُقال أنها اجتازت الاختبار.

تمت مناقشة معادلة حساب إجهاد القص من الالتواء في الأقسام أعلاه ويتم استخدام نفس الشيء أثناء إجراء اختبار الالتواء.

كيفية حساب القص إجهاد عند نقطة ما؟

حتى الآن ، تُستخدم جميع الصيغ التي ناقشناها لإيجاد إجهاد القص على السطح. للعثور على إجهاد القص عند نقطة معينة ، هناك ممارسة مختلفة.

معادلة إيجاد إجهاد القص عند نقطة ما معطاة أدناه-

أين،

أنا لحظة الجمود

ما هو تركيز التوتر؟

عندما تحتوي قطعة العمل على حواف حادة أو منعطفات أو ثقوب ، يتراكم الضغط محليًا. لا يتم توزيع هذه الضغوط عبر السطح بسبب التغيير المفاجئ في المقطع العرضي. هذه تضعف قطعة العمل ولديها احتمالية أكبر للفشل.

لذلك ، فإن تركيز الضغط غير مرغوب فيه لأن الثقوب والحواف الحادة ستصبح أضعف جزء من قطعة العمل بأكملها. يمكننا حساب قوة قطعة العمل تحت تركيز الإجهاد باستخدام العلاقة أدناه-

Kt = σماكس/ σ

كيفية حساب إجهاد القص
الصورة: تركيز الضغط في الزوايا الحادة

اعتمادات الصورة: ويكيبيديا

كيف تحسب إجهاد القص عند جدار الأنبوب؟

عندما يتدفق السائل داخل الأنبوب ، فإنه يتبع علاقة عامة يمكننا من خلالها إيجاد إجهاد القص عند جدران الأنابيب. تختلف العلاقة بين المناطق الصفائحية والمضطربة.

ملف تعريف سرعة تدفق السائل داخل جدار الأنبوب هو قطع مكافئ ويكون مظهر إجهاد القص الناتج مثلثات مزدوجة مع إجهاد قص صفري في المركز (السرعة القصوى في المركز بسبب هذا السبب).

الصيغة الخاصة بإيجاد إجهاد القص هي نفسها التي تمت مناقشتها في الأقسام أعلاه. يمكن إيجاد السرعة باستخدام الصيغة الواردة أدناه-

ش / شماكس = 1 - (2y / h)2

ما هي قوة القص؟

القوة هي مقدار الضغط الذي يتعرض له الجسم يمكن أن تصمد أمامه. قوة القص هي مقدار الضغط الذي يمكن أن يتحمله الجسم دون أن ينكسر.

تعتمد قيم مقاومة القص على مادة قطعة العمل وهي مستقلة عن شكل قطعة العمل. عندما يكون شكل قطعة العمل أمرًا بالغ الأهمية ، فإن تركيز الضغط يحدث بسبب مفهوم جديد لقوة القص المعدلة. ومع ذلك ، سنقتصر المناقشة على قوة القص فقط.

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