تنش تسلیم و استحکام کششی پیچ و مهره + نمودار

تنش تسلیم به حداقل تنشی اشاره دارد که در آن یک ماده بدون افزایش قابل توجه بار تغییر شکل می دهد. به عبارت دیگر، حداقل تنش مورد نیاز برای ایجاد جریان مواد(متریال)، تنش تسلیم است و معیاری برای سنجش استحکام ساختار مواد است. تنشی که در آن تسلیم رخ می دهد هم به سرعت تغییر شکل (میزان کرنش) و هم به طور قابل توجهی به دمایی که در آن تغییر شکل رخ می دهد بستگی دارد.

برخی از مواد را بیشتر می توان به عنوان جامدات نرم توصیف کرد تا به عنوان سیال. جامدات نرم نمونه های عالی از موادی هستند که تنش تسلیم را نشان می دهند. این تسلیم ناگهانی مشخصه آهن و فولادهای آنیل شده است. در سایر فلزات، تغییر شکل به تدریج شروع می شود.

ده موجودی محصولات، قیمت و … به پیج اینستاگرام سات پیچ به نشانی https://www.instagram.com/sat.pich/ مراجعه فرمایید.

مطالب بیشتر: خرید پیچ و مهره توالت فرنگی

تنش تسلیم چیست؟

تنش تسلیم یک جامد اساساً نقطه ای است که در آن هنگام افزایش تنش اعمال شده، جامد مورد نظر ابتدا رفتار مایع با تغییر شکل مداوم را نشان می دهد. بحث های زیادی در این باره وجود دارد که آیا تنش تسلیم مایعات وجود دارد یا خیر؟ این بحث ها عمدتا به دلیل مشکلات تجربی در تعیین تنش تسلیم است. محصولات مصرفی مانند خمیر دندان، بتن، محصولات غذایی و حتی مواد ته نشین شده زباله های هسته ای رادیواکتیو تنش های تسلیم را نشان می دهند. درک جریان پلاستیک در تکنولوژی موضوعی حیاتی است، به ویژه در تولید تعداد زیادی از اشیاء در انواع اشکال پیچیده. وجود تنش تسلیم قابل توجه ویژگی های مختلفی را به سیال منتقل می کند که ممکن است مطلوب باشد یا نباشد.

محصولات بیشتر: پیچ متری

منظور از استحکام کششی چیست؟

استحکام کششی را می توان به عنوان حداکثر تنشی که یک ماده می تواند قبل از شکستن تحمل کند، زمانی که اجازه کشش یا کشیدن آن را می دهد، تعریف کرد.

این به عنوان حداقل تنش کششی (نیروی در واحد سطح) مورد نیاز برای جدا کردن مواد بیان می شود. برای مثال، اگر یک میله فلزی با مقطع یک اینچ مربع بتواند نیروی کششی 1000 پوندی را تحمل کند اما در صورت اعمال نیروی بیشتر بشکند، فلز دارای استحکام کششی 1000 پوند بر اینچ مربع است.

فرمول استحکام کششی: استحکام کششی که به عنوان مقاومت کششی نهایی نیز شناخته می شود، بار در هنگام شکست تقسیم بر سطح مقطع اولیه که در آن مقاومت کششی نهایی (UTS)، σ max = P max / A 0 ، که در آن P max = حداکثر بار، 0 = سطح مقطع اصلی.

در سیستم بین المللی، واحد مقاومت کششی پاسکال (Pa) (یا مگا پاسکال، MPa یا حتی GPa، مگا پاسکال) است که معادل نیوتن بر متر مربع (N/m 2 ) است.

نمودار تنش-کرنش

استحکام یک ماده را می توان با آزمایشی به نام تست کشش تعیین کرد. در این آزمایش، مواد به طور بی‌رحمانه ای از دو سر/انتهای آن کشیده می‌شوند. رابطه بین تنشی که جسم تحت آن قرار می گیرد و در نتیجه کرنشی که متحمل می شود را می توان نمودار کرد و این نمودار به عنوان نمودار تنش-کرنش شناخته می شود.

از نمودار تنش-کرنش ارائه شده در بالا، متوجه می‌شویم که ماده در ابتدا هنگامی که کشیده می‌شود مانند یک الاستیک رفتار می‌کند. تحت حد الاستیک، کرنش ناشی از تنش برگشت پذیر است. این ماده کشیده می شود، اما پس از آزاد شدن تنش، طول اولیه خود را حفظ می کند. تنش اضافی یک ماده را برای همیشه تغییر شکل می دهد و اعمال تنش بیشتر منجر به تشکیل فرم گردن مانند می شود که همراه با تغییر شکل است.

نکات نمودار تنش-کرنش

نمودار تنش-کرنش دارای نقاط یا مناطق مختلفی به شرح زیر است:

• حد نسبی
• حد کشسانی
• نقطه تسلیم
• نقطه تنش نهایی
• شکستگی یا نقطه شکست

مطالب بیشتر: راه اندازی شغل پیچ و مهره

حد نسبی

این ناحیه در منحنی تنش-کرنش است که از قانون هوک پیروی می کند. در این حد، نسبت تنش با کرنش به ما ثابت تناسب معروف به مدول یانگ می دهد. نقطه OA در نمودار حد نسبی نامیده می شود.

حد کشسانی

این نقطه ای از نمودار است که وقتی بار وارد شده بر روی آن کاملاً برداشته می شود، ماده به موقعیت اولیه خود باز می گردد. فراتر از این حد، ماده به موقعیت اولیه خود باز نمی گردد و تغییر شکل پلاستیکی در آن ظاهر می شود.

نقطه تسلیم

نقطه تسلیم به عنوان نقطه ای تعریف می شود که در آن ماده شروع به تغییر شکل پلاستیکی می کند. پس از عبور از نقطه تسلیم، تغییر شکل پلاستیک دائمی رخ می دهد. دو نقطه تسلیم وجود دارد (i) نقطه تسلیم بالا (ii) نقطه تسلیم پایین.

نقطه تنش نهایی

این نقطه ای است که نشان دهنده حداکثر تنشی است که یک ماده می تواند قبل از شکست تحمل کند. فراتر از این نقطه، شکست رخ می دهد.

مطالب بیشتر: ابزاری برای چرخاندن پیچ و مهره

شکستگی یا نقطه شکست

این نقطه ای از منحنی تنش-کرنش است که در آن شکست ماده رخ می دهد.

سوالات متداول

واحد SI در تنش تسلیم چیست؟

از آنجایی که تنش تسلیم به تغییر شکل که در نتیجه تنش اعمالی است مربوط می شود، واحد SI تنش تسلیم N.m 2 است. در سیستم CGS، تنش تسلیم g.cm2 است.

یکی از عواملی که تنش تسلیم را به خطر می اندازد نام ببرید؟

آنیلینگ( بازپخت) یکی از عواملی است که تنش تسلیم را به خطر می اندازد. بازپخت به عنوان فرآیندی تعریف می شود که در آن گرمایش بالاتر از دمای تبلور مجدد انجام می شود. در طول فرآیند، تعداد نابجایی ها کاهش می یابد که منجر به کاهش تنش تسلیم می شود. تنش تسلیم یک ماده را می توان با سخت کاری، پالایش دانه و کار سرد افزایش داد.

یک مثال از ماده ای که پدیده نقطه تسلیم را نشان می دهد، بیاورید؟

فولاد نمونه ای از ماده ای است که پدیده نقطه تسلیم را نشان می دهد. وجود اتم های بینابینی مسئول پدیده نقطه تسلیم است. برای اینکه تغییر شکل پلاستیک رخ دهد، باید تنش اضافی اعمال شود تا اتم ها به طور یکنواخت در اطراف نابجایی ها جدا شوند.

درست یا نادرست بودن عبارت داده شده را بیان کنید: سخت کاری باعث کاهش قدرت تسلیم ماده می شود.

عبارت داده شده نادرست است زیرا سخت کاری مقدار تنش تسلیم را افزایش می دهد. همچنین شکل پذیری فلز را کاهش می دهد.

منبع