استحکام تسلیم

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

استحکام تسلیم یا تنش تسلیم[۱] (به انگلیسی: Yield Stress) در جامدات به میزان تنش مربوط به انتهای بخش خطی منحنی تنش-کرنش در آزمون کشش تک‌محوره[۲] و در سیالات (غیرنیوتنی) به مقدار تنشی که با کاهش آن سیال رفتار شبه جامد (تغییرشکل ناپیوسته) پیدا می‌کند گفته می‌شود.[۳]

از آنجایی که تعیین دقیق مقدار تنش تسلیم امکان‌پذیر نیست،[۴] تنش تسلیم جامدات در کاربردهای مهندسی به مقدار تنشی گفته می‌شود که باعث ایجاد تغییر فرم پلاستیک محسوس[۵] یا کرنش به میزان قراردادی (معمولاً در فلزات کرنش دائمی 0.002[۶] یا کرنش کل 0.005[۷] و در پلیمرها کرنش دائمی 0.001[۸]) شود. این مقدار تا حد زیادی به دقت و قرارداد اندازه‌گیری آن وابسته‌است.[۹]

در جامدات[ویرایش]

منحنی تنش-کرنش مهندسی یک فولاد سازه‌ای معمولی
۱-استحکام نهایی
۲-استحکام تسلیم
۳-شکست
۴-ناحیه کار سختی

فولاد سازه‌ای یک نمونه از موادی است که رفتار الاستیک-پلاستیک غیریکنواخت، پلاستیک یکنواخت: نوع IV از خود نشان می‌دهند. در این مواد انتقال از تغییر شکل الاستیک به پلاستیک بصورت کاملاً مشخص است. در این مواد پس از تسلیم (تسلیم بالایی) به دلیل آزاد شدن قفل‌های لومر-کاترل و تشکیل نوارهای لودر تنش تا میزان تسلیم پایینی کاهش می‌یابد.[۱۰] این پدیده، «پدیده نقطه تسلیم» نامیده می‌شود.[۱۱] در این نوع مواد تنش تسلیم بالایی به شدت به نرخ کرنش وابسته‌است بنابراین تنش تسلیم پایینی، تنش تسلیم محسوب می‌شود.[۱۲][۱۳]

نمودار تنش-کرنش مهندسی آلومینیوم
۱-استحکام نهایی
۲-استحکام تسلیم
۳-حد تناسب
۴-شکست
۵-کرنش قرارداد تسلیم

آلومینیوم یک نمونه از موادی است که رفتار الاستیک-پلاستیک یکنواخت: نوع II از خود نشان می‌دهند. در این مواد مرز مشخصی بین ناحیهٔ تغییر شکل الاستیک و تغییر شکل پلاستیک وجود ندارد.[۱۴]

در سیالات[ویرایش]

نمودار تنش برشی - سرعت برشی سیالات نیوتنی و پلاستیک بینگهام

در سیالات پلاستیک بینگهام و هرشل-بالکلی تنش برشی بحرانی که باعث آغاز شارش می‌شود، تنش تسلیم نامیده می‌شود. برای اندازه‌گیری تجربی دقیق مقدار تنش تسلیم در سیالات بایستی ویسکوزیته‌ی ظاهری را در نرخ برش بسیار کم بررسی کرد.[۱۵] از دیدگاه فیزیکی تنش تسلیم سیالات یک تک‌مقدار اسکالر نبوده و محدوده‌ی گذار از حالت جامد به مایع است.[۱۶]

پانویس[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  • Aksel, Nuri and Lutz Heymann. “Non-Newtonian Flows”. Cameron Tropea, Alexander Yarin and John F Foss. In Springer Handbook of Experimental Fluid Mechanics. Berlin: Springer Science+Business Media, Inc, 2007. ISBN ‎978-3-540-25141-5. 
  • Ashby, Michael, Hugh Shercliff and David Cebon. Materials Engineering, Science, Processing and Design. UK: Elsevier Ltd., 2007. ISBN ‎0-7506-8391-0. 
  • Barnes, Howard A. “The yield stress—a review or ‘παντα ρει’—everything flows?”. J. Non-Newtonian Fluid Mech. 81 (1999): 133-178. doi:10.1016/S0377-0257(98)00094-9. 
  • Braun, David B and Meyer R Rosen. Rheology Modifiers Handbook. New York, USA: William Andrew Publishing, 2000. ISBN ‎0-8155-1441-7. 
  • Callister, William D. Materials science and engineering : an introduction. 7 ed. New Jersey, USA: John Wiley and Sons, Inc., 2007. ISBN ‎0-471-73696-1. 
  • Cardarelli, François. Materials Handbook. 2 ed. London, UK: Springer-Verlag, 2000. ISBN ‎978-1-84628-668-1. 
  • Dieter, George E and David Bacon. Mechanical Metallurgy. UK: McGraw-Hill, 1988. ISBN ‎0-07-100406-8. 
  • Hertzberg, Richard W. Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials. 4 ed. USA: John Wiley and Sons, Inc., 1996. ISBN ‎0-471-01214-9. 
  • Hosford, William F. Mechanical Behavior of Materials. 2 ed. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2010. ISBN ‎978-0-521-19569-0. 
  • Lyklema, J and H Van Olphen. “Manual of symbols and terminology for physicochemical quantities and units. Appendix II: Definitions, terminology and symbols in colloid and surface chemistry. Part 1.13. Selected definitions, terminology and symbols for rheological properties”. Pure and Applied Chemistry (International Union of Pure and Applied Chemistry) 51, no. 5 (1979): 1213-1218. doi:10.1351/pac197951051213. 
  • Mitchell, Brian S. An introduction to materials engineering and science: for chemical and materials engineers. New Jersey, USA: John Wiley and Sons, Inc., 2004. ISBN ‎0-471-43623-2. 
  • Rösler, Joachim, Harders and Bäker. Mechanical Behaviour of Engineering Materials. Berlin: Springer-Verlag, 2007. ISBN ‎978-3-540-73446-8. 
  • Tomota, Yo. “Mechanical Properties”. Horst Czichos, Tetsuya Saito and Leslie Smith. In Springer Handbook of Materials Measurement Methods. UK: Springer Science+Business Media, Inc, 2006. ISBN ‎3-540-20785-6.