تحقیق در مورد کشش و فشار

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 20

کشش و فشار

تأثیرات درونی نیروها

در این مقاله ما به چیزی خواهیم پرداخت که می‌توان آن را تأثیرات درونی نیروهایی که بر یک جسم عمل می‌کنند، خواند. دیگر همچون استاتیک، فرض نخواهیم کرد که اجسام کاملا صلب هستند، به عکس، محاسبة تغییرات شکل اجسام مختلف تحت نیروهای متفاوت یکی از مشغله‌های اصلی ما در مطالعة استحکام مواد خواهد بود.

میلة تحت فشار محوری

ساده‌ترین مورد برای بررسی در ابتدا یک میلة ابتدائا صاف فلزی است که دارای مقاطع عرضی یکسان می‌باشد، و در دو سر خود تحت یک جفت نیروی همراستای در جهات مخالف است که همجهت با محور طولی میله به آن وارد می‌شوند و بر مرکز هر مقطع عرضی عمل می‌کنند. برای آنکه تعادلی استاتیک برقرار باشد، اندازة نیروها باید برابر باشند. اگر نیروها در جهت دور شدن از میله باشند، گفته می‌شود که میله در کشش قرار دارد. اگر آنها در جهت خود میله باشند، یک وضعیت فشار برقرار است. این دو وضعیت در شکل 1-1 نشان داده شده‌اند.

تحت تأثیر این جفت نیروی عمل کننده، نیروهای مقاومت درونی درون میله به کار می‌افتند و برای مطالعة خصوصیات آنها می‌توانیم فرض کنیم که یک صفحه از میله در هر جایی به صورت عرضی گذشته و بر خط محوری طولی میله عمود است.چنین صفحه‌ای را در تصویر 1-2(الف) a-a می‌نامیم به دلایلی که بعدا ذکر می‌کنیم، این صفحه نباید زیاد به دو سر میله نزدیک باشد. اگر به منظور تحلیل تصور کنیم که قسمتی از میله که در طرف راست این صفحه قرار دارد برداشته شده است، چنانچه در تصویر 1-2(ب) چنین است، آنگاه به جای آن باید هر گونه تأثیری که بر قسمت چپ صفحه دارد جایگزین شود. با این شگرد ایجاد یک صفحة قطع کننده، نیروهایی که در اصل درونی بوده‌اند، اکنون به نیروهایی بیرونی برای قسمتهای باقی مانده از میله تبدیل می‌شوند. برای حفظ تعادل قسمت دست چپی، این تأثیر باید نیرویی با بزرگی P در راستای افقی باشد. اما این نیرو که به صورت عمود بر صفحة a-a عمل می‌کند، در واقع نتیجة نیروهای توزیع شده هستند که بر این مقطع عرضی به صورت عمودی عمل می‌کنند.

توزیع نیروهای مقاومت

در این مرحله لازم است در مورد چگونگی تنوع این توزیعهای نیرو، فرضهایی بکنیم و از آنجا که نیروی P بر مرکز میله عمل می‌کند، معمولا فرض می‌شود که این توزیعها در طول مقطع عرضی یکنواخت هستند. چنین توزیعی احتمالا هرگز نمی‌تواند وجود واقعی داشته باشد، زیرا ذرات کریستالی میله در جهات اتفاقی هستند. مقدار دقیق نیرویی که بر یک عنصر بسیار کوچک از سطح مقطع عرضی وارد می‌شود، تابعی از طبیعت و جهت ساختار کریستالی در آن نقطه است. اما تنوع در تمامیت سطح مقطع عرضی با دقت قابل قبول مهندسی با فرض یک توزیع یکنواخت، قابل توضیح است.

تنش میانگین

به جای صحبت دربارة نیروهای درونی که بر یک عنصر کوچک از سطح وارد می‌شوند، بهتر است به منظور مقایسه به نیروی میانگین که بر یک واحد سطح مقطع عرضی وارد می‌شود توجه کنیم. شدت نیروی میانگین در واحد سطح، تنش میانگین نامیده می‌شود و واحد آن نیرو بر مساحت است یعنی Nm ^ -2 («پاسکال»). مجموع تنش عبارتی است که برای نام گذاری مجموع نیروی محوری حاصله استفاده می‌شود. اگر نیروهایی که بر دو سر میله وارد می‌شوندبه نحوی باشند که میله در کشش قرار دارد، آنگاه تنشهای کششی در میله ایجاد می‌شود. اگر میله در موقعیت فشار باشد، تنشهای فشاری خواهیم داشت. ضروری است که خط عمل نیروهایی که بر دو سر میله عمل می‌کنند از مرکز مقطع عرضی میله بگذرند.

نمونه‌های آزمایشی

وارد کردن نیروهای محوری که در شکل 1-2(الف) نشان داده شده‌اند در مسائل مربوط به طراحی ساختاری و طراحی ماشین بسیار پیش می‌آیند. برای شبیه سازی این وارد کردن نیرو در آزمایشگاه، نمونة آزمایشی در یک ماشین آزمایش دنده مانند که با نیروهای الکتریکی کار می‌کند، یا یک ماشین هیدرولیک، نگه داشته می‌شود. هر دوی این ماشینها معمولا در آزمایشگاههای تست مواد برای وارد ساختن نیروهای کششی محوری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در یک تلاش برای استاندارد کردن روشهای تست مواد، هیئتهای ملی مختلفی خصایصی را منتشر ساخته‌اند که در کشورهای متفاوت مورد استفاده هستند. بیش از بیست نوع مختلف از نمونه‌ها از مواد فلزی و غیر فلزی مختلف برای آزمایشهای کشش محوری و فشار محوری توصیه می‌شوند. در حال حاضر فقط به د تا از اینها اشاره خواهیم کرد، یکی صفحات آهنی ضخیم‌تر از 5 میلی متر که شکلی مانند آنچه