در این مقاله آموزش مقاومت مصالح 1 و مباحث تنش و کرنش عمودی و برشی و نمودار تنش-کرنش، تنش لهیدگی، تنش روی صفحات مایل، مدول یانگ، مسائل نامعین استاتیکی، نسبت پواسون، مدول حجمی و ... ارائه شده است. برای آموزش مقاومت مصالح 1 مطالعه این مقاله مفید است.
اگر در زمینه یادگیری مقاومت مصالح اشکال دارید از مدرسین کمک بگیرید. بر روی عبارت تدریس خصوصی مقاومت مصالح کلیک کنید تا لیست اساتید را ببینید. مطالعه مقاله آموزش مقاومت مصالح به زبان ساده و فیلم آموزش مقاومت مصالح هم مفید است.
در شکل زیر مباحث پایه ای مانند نیروهای داخلی و نیروی محوری توضیح داده شده است. در ضمن، یک نیروی خارج از مرکز هم نمایش داده شده است که با یک نیرو و گشتاور خمشی جایگزین شده است. یکی از اولین مباحث درس مقاومت مصالح 1 مبحث اتصالات و پرچ ها است که در تصویر زیر قابل مشاهده است. در خود پرچ تنش برشی (ساده یا مضاعف) و در اعضای متصل شده تنش عمودی و تنش لهیدگی ایجاد می شود. روابط و فرمول های مربوطه در تصویر زیر نمایش داده شده است. در قطعات متصل شده بیشترین تنش کششی در محل سوراخ اتفاق می افتد. در واقع سوراخ باعث ضعیفتر شدن مقطع می گردد. بنابراین به منظور طراحی قطعات متصل شده با هم، باید تنش در محل سوراخ مد نظر قرار گیرد.
مطالعه کنید: مباحث و سرفصل های مقاومت مصالح 1 به صورت جلسه به جلسه
یکی از مباحث دیگری که در درس مقاومت مصالح 1 بررسی می شود مبحث تنش روی صفحات مایل است. وقتی نیرو بر سطح عمود نباشد و یا سطح مایل باشد هم تنش برشی و هم تنش عمودی ایجاد می شود (به تصویر زیر دقت کنید). در ضمن، در شکل زیر توضیح داده شده است که در حالت 3 بعدی در هر نقطه از جسم تنش 9 مولفه دارد و تنش های برشی دو به دو با هم برابر هستند. در تصویر زیر در قسمت پایانی آن تعریف ضریب اطمینان ارائه شده است و توضیح داده شده که در طراحی قطعات چه عواملی در تعیین اندازه ضریب ایمنی موثر هستند. با دقت موارد ارائه شده در تصویر زیر را مورد بررسی قرار دهید.
حتما بخوانید: دانلود رایگان مقالات آموزشی، جزوه و سوال امتحانی مقاومت مصالح 1 و 2
در ادامه و در تصویر زیر تعریف کرنش عمودی ارائه شده است. کرنش هم یکی از مهمترین مفاهیم مقاومت 1 است. کرنش در واقع به نسبت تغییر طول به طول اولیه گفته می شود. نمودار تنش کرنش هم برای مواد مختلف رسم می شود و پارامترهای مهمی مانند استحکام تسلیم، استحکام نهایی، مدول یانگ و .... با استفاده از آن تعریف می گردد. نمودار تنش کرنش یک ماده نرم در شکل زیر نمایش داده شده است. در ضمن، معیارهایی که میزان شکل پذیری ماده را نشان می دهد در شکل زیر مشخص است. درصد افزایش طول و درصد کاهش سطح مقطع برای این منظور استفاده می شود. در پایان تنش و کرنش حقیقی و مهندسی تعریف شده است. مطالب ارائه شده در شکل زیر را مطالعه کنید.
مطالعه چگونه مقاومت مصالح بخوانیم هم پیشنهاد می شود.
در ناحیه الاستیک تنش با کرنش رابطه خطی دارد و مدول یانگ تعریف می شود. در تصویر زیر نمودار تنش کرنش برای بعضی از مواد ارائه شده است. وقتی نقطه تسلیم رد شود وارد ناحیه پلاستیک خواهیم شد و حتی بعد از باربرداری تغییر شکل به صفر بر نمی گردد. با بارگذاری و باربرداری پدیده کرنش سختی اتفاق می افتد و در تصویر زیر توضیح داده شده است. اثر بوشینگر، پدیده خستگی، حد دوام و ... هم در شکل زری توضیح داده شده است. در مقاومت مصالح رابطه بسیار مهمی برای بدست آوردن تغییر شکل اعضای تحت بار محوری وجود دارد که در انتهای تصویر زیر ارائه شده است. اگر سطح مقطع میله متغیر پیوسته باشد از فرم انتگرالی رابطه و اگر پله ای باشد از فرم سیگمای آن استفاده می شود.
در تصویر زیر ادامه مباحث پایه ای مقاومت مصالح مانند کرنش حقیقی و مهندسی و رابطه آنها با هم ارائه شده است. یکی از مباحث مهم دیگر هم مسائل نامعین استاتیکی است. این نوع مسائل در درس استاتیک حل نمیشد اما در مقاومت مصالح قابل حل است. به توضیحات ارائه شده در تصویر زیر دقت نمائید. مسائل نامعین استاتیکی وقتی مطرح می شود که تعداد معادله های استاتیک برای بدست آوردن تمام مجهولات کافی نباشد. در آخر تصویر زیر مسئله هایی که دما در آنها تغییر می کند مورد بررسی قرار گرفته است. ممکن است همزمان در یک مسئله بار وارد شود و دما هم تغییر کند و تنش ها و تغییر شکل ها خواسته شود. رابطه تنش حرارتی و کرنش حرارتی در تصویر زیر ارائه شده است.
حتما مطالعه نمائید: دانلود رایگان نمونه سوال امتحانی مقاومت مصالح 1 رشته مهندسی مکانیک مقطع کارشناسی
در ادامه و در تصویر زیر ماده همگن و همسانگرد، بارگذاری چند محوره و تعمیم قانون هوک و انبساط حجمی و مدول حجمی توضیح داده شده است. نسبت پواسون که به صورت کرنش جانبی به کرنش اصلی تعریف می شود در حالت بارگذاری چند محوره مطرح می گردد. در حالت بارگذاری چند محوره روابط تنش کرنش فرم کلی تری دارند که در تصویر زیر ارائه شده است. نسبت پواسون برای هر ماده مهندسی بین 0 و نیم متغیر است و برای فلزات معمولی حدود 0.3 است. مدول حجمی هم که کمیتی مثبت است در شکل زیر تعریف شده است.
در پایان این مبحث مهم از درس مقاومت مصالح 1 به تنش ها و کرنش های برشی پرداخته شده است. تنش برشی در حالتی اتفاق می افتد که نیرو بر سطح مماس باشد. کرنش برشی هم به این صورت تعریف می گردد: مقدار تغییر زاویه المان به نسبت حالت 90 درجه. در حالت اعمال نیروی برشی هم قانون هوک برقرار است و در تصویر زیر رابطه آن ارائه شده است. البته در این حالت به جای مدول یانگ از مدول برشی استفاده می شود که در شکل زیر رابطه آن با مدول یانگ هم ارائه شده است. با توجه به مطالبی که در صفحه زیر ارائه شده است می توانید در رابطه با تنش و کرنش های برشی از درس مقاومت 1 اطلاعات خوبی را بدست آورید. مطالعه کنید: دانلود جزوه مقاومت مصالح - بخش دوم: تنش و کرنش
مطالعه این مقاله هم مفید است: دانلود خلاصه جزوه مقاومت مصالح 1
منبع: ایران مدرس
