مقاومت مواد

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از مکانیک مواد)
پرش به: ناوبری، جستجو
Internal force lines are denser near the hole, a common stress concentration

مقاومت مواد یا مقاومت مصالح (به انگلیسی: Strength of materials) بخشی از علم مواد است که به مطالعهٔ استحکام مواد مهندسی و رفتار مکانیکی آن‌ها در حالت کلی (مانند تنش، کرنش، تغییر شکل و رابطه‌های میان تنش و کرنش) می‌پردازد.

مقاومت مواد یا مقاومت مصالح علمی هست که در آن به بررسی رفتار مواد در تحمل تنش‌ها بر اثر بار وارد شده و تغییر شکل آنها می‌پردازد.

اغلب این بررسی‌ها به روش‌های مختلف برای محاسبه تنش‌های سازه‌هایی مانند تیرها، ستون‌ها و شفت اشاره دارد. روش‌های مورد استفاده برای پیش بینی پاسخ ساختار مواد در برابر بارگذاری‌ها و حساسیت آنها نسبت به حالت‌های مختلف شکست است.


تعریف[ویرایش]

در علم مواد ، مقاومت یک ماده عبارتست از توانایی آن دراستقامت ورزیدن (تحمل کردن) در برابر بار اعمالی بدون شکست است.

یک ماده بارگذاری شده به صورت الف) فشاری ب) کششی ج) برشی

انواع بارگذاری[ویرایش]

  • بارگذاری عرضی: نیروهایی که عمود بر محور طولی عضو اعمال می شود. بار گذاری عرضی موجب خمش و انحراف عضو از موقعیت اصلی خود با کشش داخلی و کرنش های فشاری به همراه تغییر در انحنای عضو می شود. بارگذاری عرضی نیز حاوی نیروهای برشی که باعث تغییر شکل برشی ماده و افزایش انحراف عرضی عضو است نیز می باشد.
  • باگذاری محوری: نیروهای اعمال شده در راستای محور طولی عضو می باشد. نیروهایی که باعث دراز یا کوتاه شدن عضو می شود.
  • بارگذاری پیچشی: عمل تابیدگی ناشی از یک جفت نیرو کوپل خارجی اعمال شده به طور مساوی و مخالف جهت هم ایجاد شده روی صفحه های موازی است یا توسط یک تک کوپل خارجی اعمال شده به یک عضو است که یک انتهای ثابت در برابر چرخش دارد، ایجاد می شود.

انواع تنش[ویرایش]

تنش تک محور بصورت σ=F/A بیان می شود که F نیروی اعمال شده بروی سطح A است. سطح می تواند یک سطح تغییر شکل نیافته یا یک سطح تغییر شکل یافته باشد.به اینکه آیا تنش مهندسی و یا تنش دقیق مورد نظر است بستگی دارد.

  • تنش فشاری (یا فشار) حالتی از تنش است ناشی از بار اعمال شده که منجر به کاهش طول ماده (عضو تحت فشار ) در امتداد محور می شود ، به عبارت دیگر حالتی از تنش که موجب فشردن ماده می شود.یک مورد ساده از فشار، فشار تک محوری شامل نیروهای مخالف در حال فشار دادن است.. مقاومت فشاری برای مواد به طور کلی بزرگتر از استحکام کششی شان است. با این حال سازه های بارگذاری شده تحت فشارهستند،در معرض حالت های شکست دیگری مانند کمانش که وابسته به هندسه عضو می باشد ، هستند.
  • تنش کششی حالتی ازتنش است باعث می شودکه بار اعمال شده تمایل به کشیدن ماده در امتداد محور بار اعمال شده ایجاد کند،به عبارت دیگر، تنشی که باعث کشیده شدن ماده می شود.استحکام سازه هایی  که دارای  سطح مقطعی که به صورت کششی بارگذاری شده است مستقل از شکل مقطع است.موادی که به صورت کششی بار گذاری شده اند مستعد تمرکز تنش به دلایلی از جمله نقص ماده یا تغییر ناگهانی در هندسه هستند.با این حال،در نمایش رفتار مواد شکل پذیر (برای مثال اکثر فلزات) می توانند برخی از نواقص را تحمل کنند در حالی که مواد ترد (مثل سرامیک) می توانند استحکام نهایی ماده بسیار خوبی در شکست داشته باشند.
  • تنش برشی تنشی که از طریق  ترکیب انرژی یک جفت نیروهای مخالف وارد شده در امتداد دو خط موازی در میان ماده ایجاد می شود. به عبارت دیگر، تنشی که باعث لغزش سطوح ماده نسبت به یکدیگر می شود.به عنوان مثال برش کاغذ با قیچی یا تنش های ناشی از بارگذاری پیچشی .

انواع استحکام[ویرایش]

  • استحکام تسلیم کمترین تنشی است که تغییر شکل دائمی در ماده ایجاد می کند.در بعضی از مواد، مانند آلیاژهای آلومینیوم، شناسایی نقطه تسلیم سخت است . پس آن معمولا به عنوان تنشی که دراثر %0.2 کرنش پلاستیک مورنیازاست تعریف می شود.
  • استحکام فشاری
  • استحکام کششی
  • استحکام خستگی
  • استحکام ضربه ای

انواع کرنش (تغییر شکل)[ویرایش]

  • تغییر شکل
  • کرنش
  • خیز

روابط تنش - کرنش[ویرایش]

  • الاستیسیته
  • پلاستیسیته یا پلاستیک

منابع[ویرایش]

  • Popov, Egor P., Engineering Mechanics of Solids, Prentice Hall, Englewood Cliffs, N. J., 1990, ISBN 0-13-279258-3
  • S. Timoshenko (1983) . Strength of Materials, Part 1 and Part 2 (3th ed.) . R. E. Krieger Publishing Company. ISBN 978-0898746211