نمودار تنش کرنش مواد مختلف

نمودار تنش کرنش از آزمون کشش،فشار و خمش بدست می آید. دستگاه تست کشش یونیورسال کوپا قادر به انجام آزمون کشش، فشار، خمش و ترسیم نمودار تنش کرنش مواد مختلف است. در آموزش تحلیل کامل نمودار تنش کرنش مواد مختلف، قانون هوک، نمودار تنش کرنش فولاد، شیشه، لاستیک، سیم و ناحیه الاستیک و پلاستیک در مواد نرم و ترد را شرح می دهیم.

نمودار تنش کرنش مواد مختلف

نمودار تنش کرنش چیست؟

ارتباط میان تنش و کرنش که هر ماده ی خاص از خود نشان می دهد، از طریق منحنی تنش کرنش قابل مشاهده است. این منحنی برای هر ماده منحصر به فرد بوده و از ثبت مقدار تغییر طول(کرنش) ماده ی مشخص به ازای نیروی کششی یا فشاری وارده(تنش) در فواصل مشخص بدست می آید.

قانون هوک

بر طبق قانون هوک تنش (Stress) نسبت مستقیم با کرنش (Strain) دارد. اما این موضوع تنها تا نقطه ایی درست است و پس از این نقطه با افزایش تنش در می یابیم که تنش با کرنش متناسب نیست.

نمودار تنش کرنش

ما در اینجا نمودار تتش کرنش را بررسی خواهیم کرد. همچنین انواع مختلف مواد و خواص الاستیکی آنان را خواهیم دید.

تشریح نمودار تنش کرنش

در این قسمت نمودار (مطابق شکل 2)، مواد از قانون هوک پیروی می کنند و کرنش نسبت مستقیم با تنش دارد و اگر تنش برداشته شود ماده به حالت اولیه خود باز می گردد.

نمودار تنش کرنش

در قسمت AB از نمودار(شکل3)، درمی‌یابیم که ماده از قانون هوک پیروی نمی کند. یعنی کرنش متناسب با تنش نیست. با این وجود هنوز ماده در این ناحیه الاستیک است بدین معنی که اگر تنش را برداریم ماده به شکل اولیه خود بازمی‌گردد. نقطه B به عنوان حد الاستیک یا نقطه تسلیم شناخته می شود.

نقطه C در ناحیه پلاستیک قرار دارد به این معنی که اگر در اینجا تنش برداشته شود ماده به شکل اولیه خود باز نمی گردد. ما یک تغییر شکل دائم در ماده مشاهده می‌کنیم.

نمودار تنش کرنش

در این قسمت BC و DE از نمودار(شکل4)، ماده در ناحیه پلاستیک قرار دارد. یعنی تغییر شکل می‌یابد. و مشاهده می کنیم که تغییرات کوچکی در تنش تغییر شکل یا کرنش بزرگی را ایجاد می کند.

نقطه D تنش ماکزیمم و E نقطه شکست است. بین D و E مشاهده می شود که اگر چه تنش کاهش می‌یابد اما کرنش افزایش پیدا می‌کند و همچنین بین D و E ماده مانند یک ویسکوز جریان می‌یابد.

نمودار تنش کرنش

در ادامه نمودار تنش کرنش چند ماده نشان داده شده است.

شیشه شکننده است و آنقدر قوی است که می تواند تنش زیادی را بدون تغییر شکل تحمل کند. اما یک ناحیه کوچک پلاستیک دارد که اگر پس از این نقطه تنش اعمال شود بدون هیچ تغییر شکلی به راحتی می‌شکند.

فولاد محکم است و ناحیه الاستیک بزرگی دارد و می تواند برای ساخت پل و غیره استفاده شود. اما ناحیه پلاستیک کوچکی دارد و بنابراین نباید برای ساخت سیم ها از آن استفاده شود زیرا به سادگی می شکنند.

اما مواد داکتیل یا کشسان، دارای ناحیه پلاستیک طولانی هستند و به همین خاطر می شود تغییر شکل زیادی در آن ها بوجود آورد و یا با کشش از آن ها جهت تولید سیم استفاده کرد.

نمودار تنش کرنش مواد مختلف

الاستومر

الاستومرها مواد خاصی هستند که نمودار تنش کرنش آن ها حتی در محدوده الاستیک یک خط صاف نیست. تنش نسبت به کرنش بیشتر افزایش می یابد. مواد نرم اصلا ناحیه پلاستیک ندارند. نقطه شکست درست نزدیک حد الاستیک قرار دارد. لاستیک یک نمونه از چنین موادی است. این ماده می تواند چندین برابر طولش کشیده شود و با این وجود دوباره به اندازه اصلی‌اش برگردد. زیرا دارای ناحیه الاستیک بزرگی هستند و ناحیه پلاستیک ندارند.

در بدن ما بافت های الاستیک، قلب و کلاژ‌ن ها نمونه هایی از مواد الاستومر هستند .

نمودار تنش کرنش الاستومرها

جهت مشاهده ادامه مطلب روی لینک زیر کلیک نمایید.

دستگاه تست کشش یونیورسال

هم چنین بخوانید:

فیلم تشریح نمودار تنش کرنش مواد مختلف