کرنش

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

در فیزیک به تغییر نسبی اندازه یا شکل جسم بر اثر اِعمال نیروی بیرونی کُرنِش (به انگلیسی: Strain) می‌گویند.[۱]

تنش و کرنش، از ابتدایی‌ترین و مهم‌ترین مفاهیم موجود در مقاومت مصالح هستند. هنگامی که نیرویی بر یک سازه یا عضوی از آن وارد شود، تنش و کرنش به وجود می‌آیند. تنش را می‌توان به صورت نیروی وارده بر یک جسم در واحد سطح تعریف کرد. نیرویی که بر یک سازه وارد می‌شود، باعث ایجاد تغییر شکل در آن خواهد شد. طول این تغییر شکل، به میزان سختی سازه بستگی دارد. کرنش را می‌توان به صورت نسبت طول تغییر شکل بر طول اصلی تعریف کرد. کرنش را با علامت نشان می‌دهند. ε= δ/E

انواع کُرنش[ویرایش]

کرنش جانبی[ویرایش]

اگر جسم استوانه‌ای به قطر D و به طول L0 داشته باشیم، و در راستای طول (محوری) L0 نیروی کششی به اندازه F به سطح مقطع این جسم وارد شود، تحت این نیرو، در راستای L0 تغییر طولی به اندازه ΔL بوجود خواهد آمد که این تغییر طول بوجود آمده نسبت به طول اولیه L0 را در اصطلاح کرنش محوری (axial strain) گویند، که کمیتی بدون بعد است. که با نماد اپسلون εa نشان می‌دهند.

اما در راستای قطر D جسم نیز تغییرشکلی به فرم کاهش قطرΔD حادث می‌شود که تحت نیروی کششی وارد بر جسم پدیدار می‌شود که اصطلاحاً نازک شدن قطر را در پی دارد. یا دچار انقباض قطری می‌شود. حال اگر نیروی وارد بر جسم در راستای طول جسم (نیروی محوری) فشاری باشد، این تغییر قطر به فرم ازدیاد قطر در مقطع پدیدار می‌شود. به مجموع این تغییرات قطر حاصل از نیروی محوری (کششی یا فشاری) را کرنش جانبی (Lateral Strain) گویند، که کمیتی بدون بعد می‌باشد، و با نماد اپسیلون εL نشان می‌دهند.

در نتیجه تغییر شکل حاصل از نیروی محوری، اعم از نیروی (کششی یا فشاری)، کرنش جانبی و کرنش محوری رخ خواهد داد، در فولاد نرمه مخصوصاً در نزدیکی نقطه گسیختگی،[۲] این پدیده رخ خواهد داد. که نسبت این دو پدیده در جسم، کمیتی منحصر بفرد، ویژه و بدون بعد می‌باشد که به ضریب پواسان معروف است و با نماد (نو) v نشان می‌دهند.

کرنش محوری[ویرایش]

کرنش محوری یا عمودی در یک میله تحت بارگذاری محوری را با تغییر شکل در طول واحد آن میله تعریف می‌کنیم.

با نشان دادن کرنش عمودی با ε حرف یونانی (اپسیلون)، می‌نویسیم: ε=δ/L

که در فرمول بالا L طول میله و δ مقدار تغییر شکل آن می‌باشد.[۳]

کرنش حقیقی[ویرایش]

در کرنش حقیقی به جای استفاده از کل افزایش طول δ و مقدار اولیه L، از مقادیر لحظه‌ای متوالی L که ثبت شده‌است، استفاده می‌کنیم.

با تقسیم کردن هر تغییر طول در فاصله بین دو علامت معیار بر مقدار متناظر L، کرنش‌های جزئی Δε=ΔL/L را به دست می‌آوریم.

با جمع کردن مقادیر متوالی Δε، کرنش حقیقی را تعریف می‌کنیم.[۴]

ΣΔε = ΣΔL/L = ε

در واقع کرنش حقیقی از مجموع تغییر طول‌های لحظه‌ای تقسیم بر مقدار طول اولیه بدست می‌آید ولی کرنش مهندسی از تغییر طول نهایی تقسیم بر طول اولیه محاسبه می‌شود.

منابع[ویرایش]

  1. انوری، حسن: فرهنگ روز سخن، تهران: سخن، ۱۳۸۳. ص۹۵۰
  2. مقاومت مصالح، ایگور پوپوف، ترجمه شاپور طاحونی، چاپ نوزدهم، صفحهٔ ۱۰۷.
  3. مقاومت مصالح، فردیناند پی. بی یر، راسل جانسون، جان تی. دی ولف، ترجمه دکتر ابراهیم واحدیان، ویراست چهارم، صفحه 30
  4. مقاومت مصالح، فردیناند پی. بی یر، راسل جانسون، جان تی. دی ولف، ترجمه دکتر ابراهیم واحدیان، ویراست چهارم، صفحه33