إجهاد القص مقابل إجهاد القص: تحليل مقارن وحقائق شاملة


الإجهاد والتوتر شيئان مختلفان لكن أحدهما يعتمد على الآخر. تناقش هذه المقالة حول إجهاد القص مقابل إجهاد القص.

يحدث الإجهاد بسبب تطبيق الضغط على المادة. الإجهاد هو القوة التي تتعرض لها المادة لكل وحدة مساحة. تتناول هذه المقالة الرسم البياني للتوتر مقابل الإجهاد ، وصيغة الإجهاد ، وصيغة الإجهاد ، والمفاهيم المهمة الأخرى التي تدور حولها.

ما هو الاجهاد؟

إجهاد هو مقدار الحمل الذي تتعرض له المادة لكل وحدة مساحة مقطعية. لإيجاد مقدار الإجهاد ، نحتاج إلى مقدار القوة ومساحة المقطع العرضي للمادة التي يتم تطبيق الضغط عليها.

الإجهاد من أنواع عديدة - إجهاد عادي وإجهاد القص والضغط الحجمي. سنناقش حول أنواع الضغوط في قسم آخر من هذه المقالة.

أنواع الضغوط في الهندسة

هناك أنواع مختلفة من الضغوط التي تتم تجربتها أثناء التعامل مع المشكلات الهندسية. هذه الضغوط موضحة أدناه-

  • الضغط العادي- عادي يعني عمودي على مستوى المقطع العرضي. القوة العادية من نوعين: الضغط والشد. في إجهاد الشد ، تحاول القوة سحب أطراف المادة من الأطراف المعاكسة وفي ضغط الضغط ، تحاول القوة دفع أطراف قطعة العمل إلى الداخل.
  • قلق- الإجهاد المطبق / المستحث في المادة عندما تعمل القوة بالتوازي مع مستوى المقطع العرضي. هذا النوع من الإجهاد يسبب إجهاد زاوية.
  • الإجهاد الحجمي- عندما يتم تطبيق الضغط من جميع الجوانب الثلاثة لقطعة العمل ، فإن قطعة العمل تتعرض لضغط حجمي يمثل ضغوطًا من جميع الاتجاهات الثلاثة.

ما هو الانفعال؟

الانفعال هو نسبة التغير في الطول إلى الطول الأصلي لقطعة العمل. يحدث التغيير في الطول نتيجة الإجهاد المطبق على قطعة العمل.

يوضح الإجهاد مقدار التغيير في أبعاد المادة من حيث النسبة المئوية. رياضيا ، يمكن إعطاء الإجهاد كما يلي:

[اللاتكس] \ varepsilon = \ frac {\ Delta l} {l} [/ اللاتكس]

أين،

إبسيلون هي السلالة

l هو الطول الأصلي لقطعة العمل

إجهاد القص مقابل إجهاد القص

الفرق بين إجهاد القص وإجهاد القص مبين أدناه-

إجهاد القصقلق
هي نسبة تشوه قطعة العمل إلى الطول الأصلي لقطعة العمل. هو مقدار قوة القص المؤثرة لكل وحدة مساحة المقطع العرضي لقطعة العمل.
إنها كمية بلا أبعاد.أبعاده هي نفس أبعاد الضغط (N / m2)
يعتمد ذلك على مقدار إجهاد القص المطبق.إنه مستقل عن الإجهاد.
الجدول: إجهاد القص مقابل إجهاد القص

أنواع الانفعال في الهندسة

ترجع أنواع الإجهاد المختلفة الموجودة في المشكلات الهندسية في الغالب إلى نوع الضغط المطبق على قطعة العمل.

الأنواع المختلفة من السلالة هي كما يلي-

سلالة طبيعية

عندما يكون التغيير في الأبعاد بسبب تطبيق الضغط الطبيعي ، فإن السلالة الناتجة تسمى الإجهاد العادي. يتم قياس هذه السلالة على أنها التغيير في الأبعاد الخطية للمادة إلى البعد الأصلي.

إجهاد القص

عندما يكون التغيير في الأبعاد بسبب تطبيق إجهاد القص ، فإن السلالة الناتجة تسمى إجهاد القص. يتم قياس هذه السلالة في شكل إزاحة زاوية في المادة.

الانفعال الحجمي

عندما يكون التغيير في الأبعاد ناتجًا عن تطبيق الضغط الحجمي (أي الضغوط من جميع الاتجاهات الثلاثة) ، فإن السلالة الناتجة تسمى الإجهاد الحجمي. يتم قياس هذه السلالة في شكل تغيير في حجم المادة إلى الحجم الأصلي للمادة.

إجهاد القص مقابل رسم إجهاد القص

يُطلق على الرسم البياني الذي يوضح العلاقة بين إجهاد القص وإجهاد القص اسم منحنى إجهاد القص أو إجهاد القص مقابل رسم بياني لإجهاد القص.

الرسم البياني مبين أدناه-

إجهاد القص مقابل إجهاد القص
الصورة: إجهاد القص مقابل منحنى إجهاد القص

صورة ائتمانات: نيكوجواروإجهاد سلالة مطيلةCC BY 4.0

هنا يمكننا أن نرى مناطق مختلفة حيث يغير المنحنى ميله.

  • المنطقة 1 (حتى قوة الخضوع)- هذه المنطقة هي حد التناسب للمادة. في هذه المنطقة ، يتناسب إجهاد القص بشكل مباشر مع إجهاد القص المطبق.
  • المنطقة 2 (حتى القوة المطلقة)- تحدد هذه المنطقة الضغط النهائي للمادة. إنه أقصى ضغط يمكن أن تتحمله المادة دون أن تنكسر.
  • المنطقة 3 (حتى الكسر)- تحدد هذه المنطقة نقطة التصدع للمادة. هنا تتفكك المادة.

إجهاد القص مقابل منحنى إجهاد القص للصلب الطري

الفولاذ الطري مادة مطيلة. ال إجهاد القص مقابل إجهاد القص يظهر الرسم البياني لمواد الدكتايل في القسم أعلاه.

  • قوة الخضوع العليا- يظهر حد التناسب إذا كانت المادة. إجهاد القص يتناسب طرديا مع إجهاد القص المطبق.
  • انخفاض قوة الخضوعتوضح هذه النقطة الحد المرن للمادة. لن تستعيد المادة شكلها الأصلي إذا تم تطبيق ضغط يتجاوز هذا الحد.
  • سلالة تصلب-بعد هذه النقطة ، تُظهر المادة سلوكًا بلاستيكيًا حتى مع زيادة طفيفة في الإجهاد ، يزداد الإجهاد بشكل كبير.
  • كسر- إنها نقطة كسر المادة. في هذه المرحلة تنهار المادة.

إجهاد القص وإجهاد القص في السوائل

أي شيء يميل إلى التدفق يسمى بالسوائل. تتدفق السوائل في طبقات. الطبقة العلوية هي الطبقة الأسرع والأكثر انخفاضًا والتي تكون بجوار السطح الأبطأ.

يتم إعطاء إجهاد القص في السائل من خلال-

[اللاتكس] \ tau = \ mu \ frac {du} {dx} [/ اللاتكس]

حيث ، تاو هو إجهاد القص الذي يعاني منه السائل.

ش هي سرعة السائل

x هي المسافة بين طبقة السائل والسطح

يتم إعطاء معدل إجهاد القص في السائل من خلال -

[اللاتكس] \ Phi = \ frac {1} {2} \ times (\ frac {\ delta v} {\ delta x} + \ frac {\ delta u} {\ delta y}) [/ اللاتكس]

أين ، فاي هو معدل إجهاد القص

v هي سرعة السائل في المستوى Y.

u هي سرعة السائل في المستوى X.

كيف تربط إجهاد القص وإجهاد القص

يرتبط إجهاد القص وإجهاد القص ببعضهما البعض. إجهاد القص هو نتيجة تطبيق إجهاد القص على قطعة العمل.

رياضيا ، كلاهما مرتبط بالمعادلة الواردة أدناه-

[اللاتكس] G = \ frac {\ tau} {\ Phi} [/ اللاتكس]

أين،

G هو معامل القص للصلابة

تاو هو إجهاد القص

فاي هو إجهاد القص

تطبيقات إجهاد القص

يستخدم إجهاد القص في مجموعة متنوعة من التطبيقات. يمكن رؤيته في كل مكان تقريبًا في الحياة اليومية.

تطبيقات إجهاد القص موضحة أدناه-

  • يتم استخدامه للعثور على الإجهاد الالتوائي.
  • يتم استخدامه للبحث لحظة الانحناء في قضبان أسطوانية.
  • صناعات الطلاء.
  • تطبيق الكريمات والمراهم الخ.
  • تستخدم في البراغي التي تستخدم كمثبتات.

ما هو معامل الصلابة

معامل الصلابة هو نسبة إجهاد القص إلى إجهاد القص. يظهر قوة المادة تحت قوى القص.

هذه كمية بلا أبعاد. ترد صيغة معامل الصلابة في الأقسام أعلاه.

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

الارتباط هل المجال الكهربائي متجه؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

هل المجال الكهربائي متجه؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

يتم إنشاء المجال الكهربائي بسبب الجسيمات المشحونة. ستوضح هذه المقالة ما إذا كان المجال الكهربائي هو كمية قياسية أو كمية متجهة. المجال الكهربائي هو متجه لأنه يحتوي على ...