تغییر شکل در مقابل کرنش | تغییر شکل الاستیک و تغییر شکل پلاستیک، قانون هوک
تغییر شکل عبارت است از تغییر شکل جسم در اثر نیروها و فشار وارده بر آن. کرنش نیرویی است که توسط خاصیت ارتجاعی یک جسم ایجاد می شود. هر دو تغییر شکل و کرنش دو مفهوم بسیار مهم هستند که در علم مواد مورد بحث قرار می گیرند. این مفاهیم در مسیر درک موضوعاتی مانند علم مواد، مهندسی مکانیک، مهندسی عمران و حتی علوم زیستی حیاتی هستند. سهم تغییر شکل و فشار در این علوم بسیار زیاد است و این مفاهیم برای برتری در این زمینه ها حیاتی هستند.در این مقاله قصد داریم در مورد چیستی تغییر شکل و کرنش، تعاریف آنها، شباهت‌های تغییر شکل و کرنش و در نهایت تفاوت‌های تغییر شکل و کرنش بحث کنیم.
strain
وقتی استرس بیرونی به جسم جامد وارد می شود، بدن تمایل دارد خود را از هم جدا کند. این باعث می شود فاصله بین اتم ها در شبکه افزایش یابد. هر اتم سعی می کند همسایه خود را تا جایی که ممکن است نزدیک کند. این باعث می شود که نیرویی در برابر تغییر شکل مقاومت کند. این نیرو به عنوان کرنش شناخته می شود. این اثر را می توان با استفاده از انرژی پتانسیل پیوندها توضیح داد. پیوندهای درون یک ماده مانند فنرهای کوچک عمل می کنند. موقعیت خنثی یا موقعیت تعادلی اتم زمانی است که هیچ نیرویی بر جسم وارد نشود. هنگامی که یک نیرو اعمال می شود، پیوندها کشیده یا منقبض می شوند. این باعث می شود که انرژی پتانسیل پیوندها بیشتر شود. انرژی پتانسیل ایجاد شده توسط این به نوبه خود نیرویی را ایجاد می کند که مخالف نیروی اعمالی است. این نیرو به عنوان کرنش شناخته می شود.
تغییر شکل
تغییر شکل عبارت است از تغییر شکل هر جسم در اثر نیروهای وارد بر آن. تغییر شکل به دو صورت است. آنها عبارتند از تغییر شکل الاستیک و تغییر شکل پلاستیک. اگر نمودار تنش در مقابل کرنش رسم شود، نمودار برای مقادیر کمتر کرنش یک نمودار خطی خواهد بود. این ناحیه خطی ناحیه ای است که در آن جسم به صورت الاستیک تغییر شکل می دهد. تغییر شکل الاستیک همیشه برگشت پذیر است. با استفاده از قانون هوک محاسبه می شود. قانون هوک بیان می کند که برای محدوده الاستیک ماده، تنش اعمال شده برابر است با حاصل ضرب مدول یانگ و کرنش ماده. تغییر شکل الاستیک یک جامد یک فرآیند برگشت پذیر است، زمانی که تنش اعمال شده حذف شود جامد به حالت اولیه خود باز می گردد. هنگامی که نمودار تنش در مقابل کرنش خطی باشد، سیستم در حالت کشسانی است. با این حال، هنگامی که استرس زیاد است، طرح یک پرش کوچک روی محورها انجام می دهد. این حدی است که در آن تبدیل به یک تغییر شکل پلاستیکی می شود.این حد به عنوان مقاومت تسلیم ماده شناخته می شود. تغییر شکل پلاستیک بیشتر به دلیل لغزش دو لایه جامد رخ می دهد. این روند لغزشی قابل برگشت نیست. تغییر شکل پلاستیک گاهی اوقات به عنوان تغییر شکل برگشت ناپذیر شناخته می شود، اما در واقع، برخی از حالت های تغییر شکل پلاستیک برگشت پذیر هستند.
تفاوت بین کرنش و تغییر شکل چیست؟
• کرنش نیرو است، در حالی که تغییر شکل تغییر شکل است.
• کرنش یک کمیت قابل اندازه گیری است در حالی که تغییر شکل قابل اندازه گیری نیست.
• فشار روی یک جسم به شدت به نیروی خارجی اعمال شده بستگی دارد. تغییر شکل یک جسم به نیروی خارجی، ماده و اینکه آیا ماده در یک تغییر شکل الاستیک یا تغییر شکل پلاستیک است بستگی دارد.
