جزوه مقاومت مصالح عمران
دانلود فایل
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
مواد به نیروها و تغییر شکل هایی می پردازد که از اثر آنها بر روی یک ماده ایجاد می شود. باری که بر یک عضو مکانیکی اعمال می‌شود، زمانی که این نیروها بر اساس واحد بیان می‌شوند، نیروهای داخلی عضوی را که تنش نامیده می‌شوند، القا می‌کند. تنش های وارده بر مواد باعث تغییر شکل مواد به طرق مختلف از جمله شکستن کامل آنها می شود. زمانی که آن تغییر شکل‌ها نیز بر اساس واحد قرار می‌گیرند، تغییر شکل ماده را کرنش می‌گویند.
تنش ها و کرنش هایی که در یک عضو مکانیکی ایجاد می شوند باید برای ارزیابی ظرفیت بار آن عضو محاسبه شوند. این امر مستلزم شرح کاملی از هندسه عضو، محدودیت های آن، بارهای اعمال شده به عضو و خواص ماده ای است که عضو از آن تشکیل شده است. بارهای اعمال شده ممکن است محوری (کششی یا فشاری) یا چرخشی (برشی مقاومتی) باشد. با توضیح کامل بارگذاری و هندسه عضو می توان وضعیت تنش و حالت کرنش را در هر نقطه از عضو محاسبه کرد. هنگامی که وضعیت تنش و کرنش درون عضو مشخص شد، می توان استحکام (ظرفیت تحمل بار) آن عضو، تغییر شکل ها (کیفیت های سختی) و پایداری آن (توانایی حفظ پیکربندی اولیه آن) را محاسبه کرد. جزوه مقاومت مصالح عمران
سپس تنش های محاسبه شده را می توان با معیارهایی از استحکام عضو مانند تسلیم مواد یا مقاومت نهایی مقایسه کرد. انحراف محاسبه شده عضو را می توان با معیارهای انحراف که بر اساس استفاده از اعضا است مقایسه کرد. بار کمانش محاسبه شده عضو ممکن است با بار اعمال شده مقایسه شود. سختی محاسبه شده و توزیع جرم عضو ممکن است برای محاسبه پاسخ دینامیکی عضو مورد استفاده قرار گیرد و سپس با محیط صوتی که در آن استفاده خواهد شد مقایسه شود.
استحکام مواد به نقطه ای بر روی منحنی تنش-کرنش مهندسی (تنش تسلیم) اشاره دارد که فراتر از آن ماده تغییر شکل هایی را تجربه می کند که با برداشتن بارگذاری به طور کامل معکوس نخواهد شد و در نتیجه عضو دارای انحراف دائمی خواهد بود. استحکام نهایی ماده به حداکثر مقدار تنش به دست آمده اشاره دارد. استحکام شکست مقدار تنش در هنگام شکست (آخرین مقدار تنش ثبت شده) است.
انواع بارگذاری جزوه مقاومت مصالح عمران
بارگذاری عرضی – نیروهای اعمال شده عمود بر محور طولی یک عضو. بارگذاری عرضی باعث خم شدن و انحراف عضو از موقعیت اصلی خود می شود و کرنش های کششی و فشاری داخلی با تغییر انحنای عضو همراه است. [۱] بارگذاری عرضی همچنین باعث ایجاد نیروهای برشی می شود که باعث تغییر شکل برشی ماده و افزایش انحراف عرضی عضو می شود.
بارگذاری محوری – نیروهای اعمال شده با محور طولی عضو هم خط هستند. نیروها باعث کشیده شدن یا کوتاه شدن عضو می شوند. [۲]
بارگذاری پیچشی – عمل پیچشی ناشی از یک جفت نیروی متضاد و مساوی اعمال شده بر روی صفحات موازی یا توسط یک زوج خارجی منفرد اعمال شده به عضوی که یک انتهای آن در برابر چرخش ثابت است، ایجاد می شود.
اصطلاحات استرس
یک ماده در حال بارگذاری در الف) فشار، ب) کشش، ج) برش.
تنش تک محوری با بیان می شود
{displaystyle sigma ={frac {F}{A}}}sigma ={frac {F}{A}} جزوه مقاومت مصالح عمران
که در آن F نیروی است [N] اقدام در منطقه [متر ۲ ]. [۳] بسته به اینکه تنش مهندسی یا تنش واقعی مورد توجه باشد، منطقه می تواند ناحیه تغییر شکل نیافته یا ناحیه تغییر شکل یافته باشد .
تنش فشاری (یا تراکم ) حالت تنش ناشی از بار اعمال شده است که باعث کاهش طول ماده ( عضو فشار ) در امتداد محور بار اعمال شده می شود، به عبارت دیگر، یک حالت تنشی است که باعث فشردن می شود. از مواد یک مورد ساده تراکم، فشردگی تک محوری است که توسط عمل نیروهای متضاد و هل دهنده ایجاد می شود. استحکام فشاری مصالح عموماً از مقاومت کششی آنها بیشتر است. با این حال، سازه‌هایی که تحت فشار قرار می‌گیرند، در معرض حالت‌های خرابی اضافی، مانند کمانش هستند که به هندسه عضو وابسته است.
تنش کششی حالت تنش ناشی از بار اعمالی است که تمایل دارد ماده را در امتداد محور بار اعمال شده طویل کند، به عبارت دیگر تنش ناشی از کشیدن ماده است. استحکام سازه هایی با سطح مقطع برابر بارگذاری شده در کشش مستقل از شکل مقطع است. موادی که در کشش بارگذاری می شوند، مستعد غلظت های تنش مانند نقص مواد یا تغییرات ناگهانی در هندسه هستند. با این حال، موادی که رفتار انعطاف‌پذیری دارند (مثلاً اکثر فلزات) می‌توانند برخی از عیوب را تحمل کنند در حالی که مواد شکننده (مانند سرامیک) می‌توانند بسیار کمتر از استحکام مواد نهایی خود شکست بخورند.
تنش برشی حالت تنش ناشی از انرژی ترکیبی یک جفت نیروی متضاد است که در امتداد خطوط موازی عمل از طریق ماده عمل می کنند، به عبارت دیگر، تنش ناشی از لغزش وجه های مادهنسبت به یکدیگر. به عنوان مثال، برش کاغذ با قیچی [۴] یا تنش های ناشی از بارگذاری پیچشی است.
پارامترهای استرس برای مقاومت جزوه مقاومت مصالح عمران
مقاومت مواد را می توان در چندین پارامتر تنش مکانیکی بیان کرد . زمانی که به پارامترهای تنش مکانیکی اشاره می شود، اصطلاح استحکام مواد استفاده می شود . اینها کمیت های فیزیکی با ابعاد همگن با فشار و نیرو در واحد سطح هستند . بنابراین واحد اندازه گیری سنتی برای استحکام MPa در سیستم بین المللی واحدها و psi بین واحدهای مرسوم ایالات متحده است . پارامترهای مقاومت عبارتند از: استحکام تسلیم، استحکام کششی، مقاومت خستگی، مقاومت در برابر ترک و سایر پارامترها. [ نیازمند منبع ]
استحکام تسلیم کمترین تنشی است که باعث ایجاد تغییر شکل دائمی در یک ماده می شود. در برخی از مواد، مانند آلیاژهای آلومینیوم ، تشخیص نقطه تسلیم دشوار است، بنابراین معمولاً به عنوان تنش لازم برای ایجاد کرنش پلاستیک ۰٫۲٪ تعریف می شود. این استرس ۰٫۲٪ اثبات نامیده می شود. [۵]
مقاومت فشاری یک حالتحدیاز تنش فشاری است که منجر به شکست در یک ماده به شیوه شکست شکل پذیر (تسلیم نظری بی نهایت) یا شکست شکننده (پارگی در نتیجه انتشار ترک یا لغزش در امتداد صفحه ضعیف می شود – مقاومت برشی را ببینید). . جزوه مقاومت مصالح عمران
استحکام کششی یا مقاومت کششی نهایی یک حالتحدیاز تنش کششی است که منجر به شکست کششی به شیوه شکست شکل پذیر می شود (تسلیم به عنوان مرحله اول آن شکست، مقداری سخت شدن در مرحله دوم و شکستگی پس از تشکیل “گردن” احتمالی) یا شکست شکننده (شکستگی ناگهانی در دو یا چند قطعه در حالت کم استرس). استحکام کششی را می توان به عنوان تنش واقعی یا تنش مهندسی ذکر کرد، اما تنش مهندسی رایج ترین مورد استفاده است.
استحکام خستگی اندازه گیری پیچیده تری از استحکام یک ماده است که چندین دوره بارگذاری را در دوره سرویس یک شی در نظر می گیرد، [۶] و معمولاً ارزیابی آن نسبت به اندازه گیری های مقاومت ساکن دشوارتر است. قدرت خستگی در اینجا به عنوان یک محدوده ساده ذکر شده است({displaystyle Delta sigma =sigma _{mathrm {max} }-sigma _{mathrm {min} }}Deltasigma= sigma_mathrm{max} – sigma_mathrm{min}). در مورد بارگذاری چرخه‌ای ، می‌توان آن را به طور مناسب به عنوان دامنه معمولاً در تنش متوسط ​​صفر، همراه با تعداد چرخه‌های شکست در آن شرایط تنش بیان کرد.
استحکام ضربه توانایی ماده در تحمل بار وارده ناگهانی است و بر حسب انرژی بیان می شود. اغلب با تست مقاومت ضربه ایزود یا تست ضربه چارپی اندازه گیری می شود که هر دوی آنها انرژی ضربه مورد نیاز برای شکستن نمونه را اندازه گیری می کنند. حجم، مدول الاستیسیته ، توزیع نیروها و استحکام تسلیم بر مقاومت ضربه ای یک ماده تأثیر می گذارد. برای اینکه یک ماده یا جسم مقاومت ضربه ای بالایی داشته باشد، تنش ها باید به طور یکنواخت در سراسر جسم توزیع شوند. همچنین باید حجم زیادی با مدول الاستیسیته کم و استحکام تسلیم مواد بالا داشته باشد. [۷] جزوه مقاومت مصالح عمران
پارامترهای کرنش برای مقاومت
تغییر شکل ماده عبارت است از تغییر در هندسه ایجاد شده هنگام اعمال تنش (در نتیجه نیروهای اعمال شده، میدان های گرانشی، شتاب ها، انبساط حرارتی و غیره). تغییر شکل با میدان جابجایی ماده بیان می شود. [۸]
کرنش یا تغییر شکل کاهش یافته یک اصطلاح ریاضی است که روند تغییر تغییر شکل را در بین میدان مواد بیان می کند. کرنش تغییر شکل در واحد طول است. [۹] در مورد بارگذاری تک محوری، جابجایی های یک نمونه (به عنوان مثال یک عنصر میله) منجر به محاسبه کرنش می شود که به عنوان ضریب جابجایی و طول اولیه نمونه بیان می شود. برای میدان های جابجایی سه بعدی به عنوان مشتقات توابع جابجایی بر حسب یک تانسور مرتبه دوم(با ۶ عنصر مستقل) بیان می شود.
انحراف اصطلاحی برای توصیف بزرگی است که یک عنصر سازه در اثر بار اعمالی جابجا می شود. [۱۰] جزوه مقاومت مصالح عمران

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *