A’ Tuigsinn Neart Brisidh: Prìomh Bhun-bheachdan, Deuchainnean, agus Cleachdaidhean

’S e neart brisidh feart bunaiteach a tha a’ cluich pàirt chudromach ann an saidheans stuthan agus innleadaireachd, a’ cuideachadh le bhith a’ dearbhadh mar a bhios stuth ag obair fo chuideam, gu sònraichte nuair a dh’fhailicheas e. Tha e a’ toirt sealladh air an cuideam as motha as urrainn do stuth seasamh mus bris e, a’ tabhann dàta do innleadairean agus luchd-saidheans stuthan a dh’ fheumar gus stuthan iomchaidh a thaghadh airson diofar thagraidhean. San artaigil fharsaing seo, nì sinn sgrùdadh air dè a th’ ann an neart brisidh, a chudromachd, diofar dhòighean brisidh, agus mar as urrainnear a dhearbhadh ann an àrainneachd saothrachaidh. A bharrachd air an sin, nì sinn sgrùdadh air dùbhlain co-cheangailte ri deuchainnean neart brisidh agus cho cudromach sa tha e tuigse fhaighinn air a’ lùb cuideam-deformachaidh.

Dè a th’ ann an Neart Brisidh?

Tha neart brisidh a’ toirt iomradh air an ìre as motha de chuideam no feachd as urrainn do stuth fhulang mus tèid fàilligeadh tubaisteach a dhèanamh air, air a chomharrachadh le briseadh. Bidh am fàilligeadh seo a’ tachairt nuair nach eil structar a-staigh an stuth comasach air an luchd a chaidh a chur an sàs a làimhseachadh tuilleadh, agus mar thoradh air sin bidh sgàineadh a’ sgaoileadh a bhios mu dheireadh a’ leantainn gu briseadh iomlan. Mar as trice air a chur an cèill ann an aonadan cuideam, leithidpascal (Pa) or notaichean gach òirleach ceàrnagach (psi), tha neart brisidh na fheart riatanach a chuidicheas innleadairean gus ro-innse mar a bhios stuthan ag obair fo chumhachan fìor, gu h-àraidh ann an tagraidhean structarail far am faodadh fàilligeadh a bhith uamhasach.

Tha neart brisidh stuth an urra ri grunn nithean, nam measg aco-dhèanamh criostail laitís, structar aloidh no co-dhèanta, agus anpròiseasan saothrachaidhTha stuthan a’ nochdadh diofar ìrean de neart brisidh, gu ìre mhòr air sgàth an rèiteachadh atamach agus an seòrsa ceangail eadar ataman.

Seòrsachan stuthan stèidhichte air neart brisidh:

• Stuthan BrisgBidh cruadhtan, ceirmeag, agus iarann ​​liath gu tric làidir fo chuideam teannachaidh ach tha neart brisidh ìosal aca. Faodaidh na stuthan sin dèiligeadh gu math ri feachdan teannachaidh ach bidh iad a’ fàiligeadh gu furasta fo chuideaman teannachaidh no lùbadh.
• Stuthan DuctileMar as trice bidh neart teannachaidh nas ìsle aig stàilinn bhog, alùmanum, agus mòran phoileimearan ach neart brisidh nas àirde. Faodaidh na stuthan sin deformachadh gu plastaigeach mus fàilnich iad, a’ leigeil leotha lùth a ghabhail a-steach agus seasamh an aghaidh cuideaman nas motha gun sgàineadh.

Faodar neart briste atharrachadh gu mòr lefactaran taobh a-muighleithid teòthachd, an ìre aig a bheil luchdachadh a’ tachairt, làthaireachd uireasbhaidhean no easbhaidhean anns an stuth, agus nàdar an cuideam a thathar a’ cur an sàs (ge bith an e cuideam tensile, teannachaidh, rùsgadh, msaa.)

Modhan Briseadh ann an Stuthan

Cuidichidh tuigse air na diofar mhodhan brisidh le bhith a’ dearbhadh mar a dhèiligeas stuth ri diofar shuidheachaidhean cuideam. Am measg nam modhan brisidh as cumanta tha brisidhean teannachaidh, teannachaidh agus lùbaidh. Tha diofar chuairtean cuideam agus dòighean fàilligeadh an lùib gach modh.

1. Briseadh Teannsail:

Bidh briseadh teannachaidh a’ tachairt nuair a bhios stuth fo bhuaidh feachd bhon taobh a-muigh a bhios ga tharraing às a chèile air aon ais. Mar as trice bidh an seòrsa briseadh seo a’ tachairt ann an stuthan fo theannas fìor-ghlan, agus tha e air a chomharrachadh le dealachadh no reubadh an stuth air plèana ceart-cheàrnach ris an luchd teannachaidh a chaidh a chur an sàs.

• Deformachadh TùsailBidh an stuth a’ dol troimh-chèile an toiseachdeformachadh elastagach, far a bheil an stuth a’ sìneadh a rèir an luchd a thathar a’ cur air. Faodar an deformachadh fhaighinn air ais, a’ ciallachadh gu bheil an stuth a’ tilleadh chun a chumadh tùsail aon uair ‘s gun tèid an fheachd a thoirt air falbh.
• AmhachMar a bhios an luchd ag àrdachadh, bidh sgìre ionadail a’ tòiseachadh ri deformachadh nas motha. Tha an ìre seo, ris an canaramhach, ag adhbhrachadh lùghdachadh ann an raon an earrann-tarsainn aig a’ phuing as motha de chuideam. Bidh an stuth a’ sìneadh, agus bidh crìochan a chriostail a’ sleamhnachadh.
• Neart Tensile Deireannach (UTS)Tha an neart tensile deireannach a’ toirt iomradh air an ìre as motha de chuideam as urrainn don stuth a sheasamh mus tig an roinn amhaich gu bhith èiginneach, ag adhbhrachadh gum bi an sgàineadh a’ sgaoileadh gu luath thairis air an earrann-tarsainn gu lèir.

2. Briseadh teannachaidh:

Bidh briseadh teannachaidh a’ tachairt nuair a bhios feachdan a’ cur stuth fo smachd a bhios ga phutadh ri chèile air feadh ais an luchd. Bidh an seòrsa briseadh seo ag adhbhrachadha’ bolgadh, a’ pronnadh, agusbriseadh sìosden stuth. Mar as trice bidh sgàinidhean teannachaidh ag adhbhrachadh iomadh sgàineadh fhad ’s a bhios an stuth a’ strì ri seasamh an aghaidh cuideam teannachaidh a chaidh a chur an sàs.

• Deformachadh ElastagachAnns a’ chiad ìre, bidh an stuth a’ dol trodeformachadh elastagach, a dh’fhaodas faighinn seachad air aon uair ‘s gun tèid an luchd a thoirt air falbh. Ach, mar a bhios an luchd ag àrdachadh, bidh an stuth a’ dol a-steach don ìre deformachaidh plastaig.
• Deformachadh agus Boladh PlastaigAnn an stuthan ductile, bidh luchdan teannachaidh ag adhbhrachadh deformachadh plastaig, a nochdas mar bholgadh ceart-cheàrnach ris an luchd a thathar a’ cur an sàs. Mar as trice, bidh stuthan brisg a’ briseadh aon uair ‘s gu bheil an ìre elastagach air a dhol thairis air, leis nach eil an comas aca deformachadh plastaig mòr a dhèanamh.
• Neart DeireannachNuair a ruigeas an stuth a cheannneart teannachaidh mu dheireadh, faodaidh iomadh sgàineadh leasachadh, ag adhbhrachadh gum bi an stuth a’ sgoltadh no a’ tuiteam fo’n luchd a thathar a’ cur air.

3. Briseadh Lùbadh:

Bidh briseadh lùbadh a’ tachairt nuair a bhios stuth fo chuideam teannachaidh is teannachaidh, air sgàth feachd lùbadh bhon taobh a-muigh. Bidh briseadh lùbadh àbhaisteach a’ tòiseachadh air an taobh teannachaidh, far a bheil an stuth a’ fulang sìneadh, agus a’ sgaoileadh tro thiughas an stuth.

• Cuideaman teannachaidh is teannachaidhBidh snàithleanan a-muigh an stuth (air an taobh luchdaichte) a’ fulang cuideaman teannachaidh, agus bidh na snàithleanan a-staigh (mu choinneamh an luchd a chuirear an sàs) a’ fulang cuideaman teannachaidh. Bidh na cuideaman sin ag adhbhrachadh fàilligeadh air an taobh teannachaidh, far a bheil sgàineadh no deformachadh nas dualtaiche.
• Sgaoileadh sgàineadhMar a bhios an fheachd lùbadh a thathar a’ cur an sàs ag àrdachadh, bidh sgàinidhean a’ tòiseachadh air an taobh tensile agus faodaidh iad sgaoileadh gu tur tro thiugh an stuth, ag adhbhrachadh fàilligeadh.

Deuchainnean gus Neart Briseadh a dhearbhadh

Tha grunn dheuchainnean àbhaisteach ann a thathas a’ cleachdadh gus neart brisidh stuthan a dhearbhadh. Tha na deuchainnean seo riatanach airson tuigse fhaighinn air mar a bhios stuth ag obair fo dhiofar shuidheachaidhean luchdaidh. Tha deuchainnean neart brisidh cumanta a’ toirt a-steach deuchainnean tensile, teannachaidh, agus buaidh.

1. Deuchainn Teannachaidh:

Ann an deuchainn teannachaidh, sampall àbhaisteach le aamhach (cnàimh coin)Tha an cumadh fo luchd aiseach ann an teannachadh fìor-ghlan. Bidh an deuchainn seo a’ cuideachadh le bhith a’ measadh mar a bhios an stuth a’ freagairt ri teannachadh, a’ toirt seachad dàta air aìrean elastagach agus plastaigeach, neart teannachaidh deireannach (UTS), agussìneadh aig briseadh.

• ToradhTha luach UTS a’ riochdachadh an cuideam aig a bheil an stuth a’ briseadh. Tha an deuchainn teannachaidh cuideachd a’ toirt seachad fiosrachadh mu dheidhinn sùbailteachd agus comas airson deformachadh plastaig.

2. Deuchainn Teannachaidh:

Tha deuchainn teannachaidh a’ toirt a-steach bloc deuchainn àbhaisteach a luchdachadh gu h-aiseach le feachd teannachaidh fìor-ghlan. Bidh an deuchainn seo a’ measadh comas an stuth seasamh an aghaidh teannachaidh agus a’ toirt seachad dàta air a…neart teannachaidhagusmodúl teannachaidh.

• ToradhBidh an deuchainn a’ cuideachadh le bhith a’ comharrachadh na h-ìre far nach urrainn don stuth seasamh an aghaidh an fheachd teannachaidh tuilleadh agus a thòisicheas e a’ deformachadh gu plastaigeach no a’ fàiligeadh.

3. Deuchainn Buaidh:

Bithear a’ dèanamh deuchainn buaidh gus measadh a dhèanamh air comas stuth seasamh an aghaidh luchdan obann, fiùghantach. Mar as trice bidh sampall annair a sgoltadhgus tòiseachadh sgàineadh a bhrosnachadh, air a bhualadh le inneal-bualaidh àrd-astar. Tha an lùth a thèid a ghabhail a-steach rè a’ bhuaidh no farsaingeachd a’ bhristeadh air a thomhas.

• ToradhBidh an deuchainn seo a’ cuideachadh le bhith a’ dearbhadh feartan marneart buaidhaguscruas, a tha deatamach airson stuthan a tha fosgailte do chumhachan luchdaidh fiùghantach no clisgeadh.

Buannachdan Deuchainn Neart Briseadh ann an Saothrachadh

Bheir deuchainnean air neart brisidh sealladh riatanach a stiùireas taghadh stuthan airson cleachdaidhean sònraichte. Seo cuid de na prìomh bhuannachdan:

• A’ comharrachadh laigseanLeigidh deuchainnean le luchd-saothrachaidh lochdan no laigsean a lorg ann an stuthan a dh’ fhaodadh fàilligeadh ro-luath adhbhrachadh fo chumhachan sònraichte.
• Taghadh StuthanBidh diofar neartan brisidh a’ nochdadh ann an diofar stuthan, agus bidh tuigse air na giùlan sin a’ cuideachadh innleadairean gus stuthan a thaghadh a sheasas ri cuideaman ris a bheil dùil ann an tagraidhean sònraichte.
• Leasachadh DealbhaidhBidh deuchainnean neart brisidh a’ cuideachadh le bhith a’ comharrachadh dùmhlachdan cuideam no puingean lag ann an dealbhadh, a’ leigeil le innleadairean taghadh stuthan agus geoimeatraidh dealbhaidh a bharrachadh airson coileanadh nas fheàrr.
• SàbhailteachdBidh deuchainnean neart brisidh a’ cuideachadh le bhith a’ comharrachadh stuthan a dh’ fhaodadh fàiligeadh fo chumhachan luchdaidh sònraichte, a’ lughdachadh chunnartan ann an tagraidhean èiginneach leithid aerospace, chàraichean agus innealan meidigeach.

Dùbhlain a thaobh Deuchainn Neart Brisidh ann an Saothrachadh

A dh’aindeoin cho cudromach ’s a tha e, tha grunn dhùbhlain ann a bhith a’ dèanamh deuchainn air neart brisidh ann an saothrachadh:

• Caochlaideachd stuthanFiù 's taobh a-staigh an aon bhaidse cinneasachaidh, faodaidh feartan stuthan atharrachadh, agus mar thoradh air sin bidh eadar-dhealachaidhean ann an toraidhean deuchainn neart brisidh. Mar a bhios cinneasachadh a’ fàs nas motha, faodaidh bathar a dhèanamh de stuthan atharrachadh falaichte a thoirt a-steach.
• Meud agus Geoimeatraidh an t-SampaillTha buaidh mhòr aig meud is cumadh an t-sampall deuchainn air toraidhean neart brisidh. Is dòcha nach bi sampallan beaga deuchainn a’ riochdachadh giùlan phàirtean nas motha gu ceart, gu h-àraidh nuair a tha geoimeatraidhean iom-fhillte an sàs.
• Cumhaichean LuchdaidhFaodaidh neart brisidh atharrachadh a rèir an t-suidheachaidh luchdaidh, agus mar sin tha e dùbhlanach suidheachaidhean cuideam san t-saoghal fhìor ath-chruthachadh ann an deuchainnean obair-lann.
• Factaran ÀrainneachdailFaodaidh factaran leithid teòthachd, taiseachd, agus nochdadh ceimigeach buaidh a thoirt air neart brisidh stuth. Feumaidh deuchainnean fo chumhachan àrainneachdail fo smachd uidheamachd sònraichte.
• Mothachaidh Ìre DeformachaidhTha feartan brisidh a tha an urra ri ìre aig cuid de stuthan, a’ ciallachadh gum faod neart a’ bhrisidh atharrachadh a rèir dè cho luath ‘s a thèid an luchd a chuir an sàs, agus tha sin a’ dèanamh toraidhean deuchainn nas iom-fhillte.

An Lùb Cuideam-Strain agus Neart Brisidh

Anlùb cuideam-deformachaidha’ riochdachadh gu grafaigeach an dàimh eadar cuideam a chuirear an sàs agus an deformachadh a thig às ann an stuth. Tha e a’ toirt seachad fiosrachadh luachmhor air mar a bhios stuth a’ deformachadh fo luchd agus a’ cuideachadh innleadairean gus giùlan meacanaigeach an stuth a thuigsinn, gu h-àraidh a thaobh neart brisidh.

• Deformachadh ElastagachAnns a’ chiad ìre den luchdachadh, bidh an stuth a’ dol tro dheformachadh elastagach, far a bheil cuideam agus deformachadh co-rèireach. Nuair a thèid an luchd a thoirt air falbh, bidh an stuth a’ tilleadh chun a chumadh tùsail.
• Deformachadh PlastaigMar a bhios cuideam ag àrdachadh, bidh an stuth a’ dol a-steach don roinn deformachaidh plastaig, far a bheil atharrachaidhean maireannach ann an cumadh an stuth.
• Neart Deireannach agus Puing BrisidhCanar puing brisidh ris a’ phuing far nach urrainn don stuth seasamh an aghaidh an luchd a chaidh a chur an sàs tuilleadh, agus gu tric thèid a chomharrachadh air a’ lùb cuideam-deformachaidh mar anneart teannachaidh deireannach (UTS).

Feartan agus Seòrsachan Briseadh

Faodaidh feartan brisidh lèirsinn luachmhor a thoirt seachad air giùlan an stuth fo chuideam. Am measg nam prìomh fheartan tha:

• Plèanaichean SgoltaidhPlèanaichean rèidh, còmhnard air am bi an stuth a’ briseadh, gu tric air crìochan criostail.
• ClaiseanClaisean cruinn air uachdar a’ bhrisidh, a’ nochdadh briseadh ductile agus gabhail a-steach lùtha.
• Bilean GearrUachdaran briste a tha a’ nochdadh inneach snàithleach no pùdarrach, a tha àbhaisteach do cho-aonadh meanbh-bheàrnan.
• Cnapan-cinnPàtranan chevron air uachdar a’ bhrisidh a tha a’ comharrachadh stiùireadh sgaoileadh an sgàinidh.

Neart Brisidh Ceirmeag agus Glainne

Stuthan marceirmeagagusglainne neo-organacha’ nochdadh giùlan brisidh sònraichte air sgàth an structaran atamach.

• CeirmeagAithnichte airson an neart agus an teannachadh àrd, tha ceirmeag cuideachd gu math brisg. Tha ceanglaichean atamach làidir aca ach comas cuibhrichte airson deformachadh gu plastaigeach, gan dèanamh buailteach do bhriseadh obann nuair a bhios iad fosgailte do ìrean cuideam èiginneach.
• Gloine neo-organachEu-coltach ri ceirmeag, tha structar neo-chruthach aig glainne neo-organach (me, glainne silica), a’ leantainn gu sgaoileadh cuideam nas cunbhalaiche. Ged a tha neart brisidh nas àirde aice na ceirmeag, tha i cuideachd gu math mothachail air lochdan uachdar a dh’ fhaodadh a neart a lughdachadh gu mòr.

Co-dhùnadh

’S e neart brisidh feart stuthan deatamach a dh’fheumas innleadairean agus luchd-saidheans stuthan a mheas nuair a bhios iad a’ dealbhadh phàirtean no structaran a bhios fo chuideam mòr. Faodaidh tuigse air neart brisidh stuthan agus na factaran a bheir buaidh air cuideachadh le bhith ag adhartachadh taghadh stuthan, a’ neartachadh sàbhailteachd thoraidhean, agus a’ leasachadh èifeachdas dealbhaidh. Ge bith an ann tro dheuchainnean tensile, teannachaidh, no buaidh, tha measadh ceart air neart brisidh deatamach gus dèanamh cinnteach à earbsachd agus seasmhachd thoraidhean ann an gnìomhachasan bho itealain gu innealan meidigeach.