ম্যাটেরিয়াল ইঞ্জিনিয়ারিং এবং স্ট্রাকচারাল ডিজাইনের ক্ষেত্রে, প্রসার্য শক্তি এবং ফলন হিসাবে কয়েকটি ধারণা মৌলিক - এবং প্রায়শই ভুল বোঝা যায় শক্তি.
এই দুটি যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য উপাদান নির্বাচনের ভিত্তি, কাঠামোগত বিশ্লেষণ, এবং ব্যর্থতার পূর্বাভাস.
তবুও, প্রকৌশলী, ডিজাইনার, এবং ছাত্ররা প্রায়শই তাদের মধ্যে পার্থক্য প্রকাশ করার জন্য সংগ্রাম করে, আরো গুরুত্বপূর্ণভাবে, যা বাস্তব-বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশনে বস্তুগত ব্যর্থতাকে নিয়ন্ত্রণ করে.
সংক্ষিপ্ত উত্তর হল: উভয় বিষয়, কিন্তু বিভিন্ন কারণে এবং বিভিন্ন প্রসঙ্গে.
ফলন শক্তি নির্ধারণ করে যখন একটি উপাদান স্থায়ীভাবে বিকৃত হতে শুরু করে, যখন প্রসার্য শক্তি নির্ধারণ করে কখন এটি শেষ পর্যন্ত ভেঙে যায়.
ব্যর্থতার মোড - অত্যধিক বিকৃতি বা বিপর্যয়মূলক ফ্র্যাকচার দ্বারা - উপাদানের উপর নির্ভর করে, আবেদন, এবং নকশা দর্শন.
এই নিবন্ধটি একটি ব্যাপক প্রদান করে, প্রসার্য শক্তি এবং ফলন শক্তির কঠোর পরীক্ষা.
1. স্ট্রেস-স্ট্রেন সম্পর্ক বোঝা: উপাদান ব্যর্থতা বিশ্লেষণ ভিত্তি
তুলনা করার আগে ফলন শক্তি এবং টেনসিল শক্তি, স্ট্রেস এবং স্ট্রেনের মধ্যে মৌলিক সম্পর্ক বোঝা অপরিহার্য.
দ্য চাপ-স্ট্রেন বক্ররেখা যান্ত্রিক প্রকৌশল এবং পদার্থ বিজ্ঞানের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সরঞ্জামগুলির মধ্যে একটি কারণ এটি একটি সম্পূর্ণ চিত্র প্রদান করে যে একটি উপাদান যখন একটি বাহ্যিক লোডের শিকার হয় তখন কীভাবে প্রতিক্রিয়া দেখায়.
যখন বল প্রয়োগ করা হয় তখন প্রায় প্রতিটি প্রকৌশল উপাদান কোনো না কোনো ধরনের বিকৃতির মধ্য দিয়ে যায়.
একটি উপাদান যেভাবে বিকৃত হয় - এটি তার আসল আকারে ফিরে আসে কিনা, স্থায়ীভাবে আকৃতি পরিবর্তন করে, অথবা সম্পূর্ণরূপে ফ্র্যাকচার-এর অভ্যন্তরীণ গঠনের উপর নির্ভর করে, রচনা, উত্পাদন প্রক্রিয়া, এবং লোডিং শর্ত.

ইঞ্জিনিয়ারিং স্ট্রেস-স্ট্রেন কার্ভ
স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখাটি একটি প্রমিত পরীক্ষার নমুনাকে স্থিরভাবে বর্ধিত প্রসার্য লোডের সাপেক্ষে প্রাপ্ত করা হয় যখন ফলস্বরূপ প্রসারিততা পরিমাপ করা হয়।.
বক্ররেখা স্বতন্ত্র অঞ্চলে বিভক্ত, প্রতিটি একটি নির্দিষ্ট যান্ত্রিক আচরণের সাথে সম্পর্কিত.
| অঞ্চল | বস্তুগত আচরণ | ইঞ্জিনিয়ারিং তাৎপর্য |
| ইলাস্টিক অঞ্চল | উপাদানটি সাময়িকভাবে বিকৃত হয় এবং লোড সরানোর পরে তার আসল আকারে ফিরে আসে. | হুকের আইন অনুসারে স্ট্রেস স্ট্রেনের সমানুপাতিক. উপাদান অক্ষত অবশেষ. |
| আনুপাতিক সীমা | সর্বোচ্চ স্ট্রেস পয়েন্ট যেখানে স্ট্রেস এবং স্ট্রেন একটি রৈখিক সম্পর্ক বজায় রাখে. | আদর্শ স্থিতিস্থাপক আচরণের সীমানা নির্ধারণ করে. |
| ফলন অঞ্চল | উপাদানটি ইলাস্টিক বিকৃতি থেকে স্থায়ী প্লাস্টিকের বিকৃতিতে রূপান্তরিত হতে শুরু করে. | ফলন শক্তি এই পর্যায়ে নির্ধারিত হয় এবং স্থায়ী বিকৃতির শুরু প্রতিনিধিত্ব করে. |
| প্লাস্টিক অঞ্চল | উপাদানটি অপরিবর্তনীয় বিকৃতির মধ্য দিয়ে যায় এবং তার আসল আকারে ফিরে আসে না. | প্লাস্টিকের বিকৃতি ঘটে; স্ট্রেন শক্ত হওয়া উপাদানের প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়. |
চূড়ান্ত টেনসিল শক্তি (ইউটিএস) |
উপাদান তার সর্বোচ্চ লোড বহন ক্ষমতা পৌঁছেছে. | এই সময়ে প্রসার্য শক্তি সংজ্ঞায়িত করা হয়. |
| নেকিং অঞ্চল | ইউটিএসের পরে ক্রস-বিভাগীয় এলাকায় স্থানীয়করণ হ্রাস ঘটে. | ফ্র্যাকচারের আগে নমুনা স্থানীয়ভাবে দুর্বল হয়ে যায়. |
| ফ্র্যাকচার অঞ্চল | উপাদান সম্পূর্ণরূপে পৃথক. | চূড়ান্ত যান্ত্রিক ব্যর্থতা প্রতিনিধিত্ব করে. |
স্ট্রেস-স্ট্রেন কার্ভের মূল পয়েন্ট
স্ট্রেস-স্ট্রেন কার্ভ থেকে প্রাপ্ত প্রধান যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি নীচে সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে:
| মূল বিষয় | প্রতীক | সংজ্ঞা | ইঞ্জিনিয়ারিং তাৎপর্য |
| আনুপাতিক সীমা | σPL | সর্বাধিক চাপ যেখানে স্ট্রেস স্ট্রেনের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক থাকে. | রৈখিক ইলাস্টিক আচরণের সীমা নির্ধারণ করে. |
| ইলাস্টিক সীমা | σEL | স্থায়ী বিকৃতি শুরু হওয়ার আগে সর্বাধিক চাপ. | পুনরুদ্ধারযোগ্য এবং স্থায়ী বিকৃতির মধ্যে সীমানা নির্দেশ করে. |
ফলন শক্তি |
σY | যে চাপে প্লাস্টিকের বিকৃতি শুরু হয়. | অনেক ইঞ্জিনিয়ারিং উপাদানের জন্য অনুমোদিত নকশা চাপ নির্ধারণ করে. |
| চূড়ান্ত টেনসিল শক্তি | σUTS | প্রসার্য লোডিংয়ের সময় উপাদানটি সর্বাধিক চাপ সহ্য করতে পারে. | নেকিং শুরু হওয়ার আগে সর্বাধিক লোড ক্ষমতা নির্দেশ করে. |
| ফ্র্যাকচার শক্তি | σF | স্ট্রেস লেভেল যেখানে উপাদান ভেঙ্গে যায়. | চূড়ান্ত উপাদান ব্যর্থতা প্রতিনিধিত্ব করে. |
2. ফলন শক্তি কি?
ফলন শক্তি হল সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি যা ইঞ্জিনিয়ারিং উপকরণগুলির লোড-ভারবহন ক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্যতা মূল্যায়ন করতে ব্যবহৃত হয়।.
এটি স্ট্রেস লেভেলকে সংজ্ঞায়িত করে যেখান থেকে একটি উপাদান পরিবর্তিত হয় ইলাস্টিক বিকৃতি, যেখানে এটি আনলোড করার পরে তার আসল আকৃতি পুনরুদ্ধার করতে পারে, থেকে প্লাস্টিকের বিকৃতি, যেখানে স্থায়ী বিকৃতি ঘটে.
ইঞ্জিনিয়ারিং অনুশীলনে, ফলন শক্তি প্রায়ই বিবেচনা করা হয় প্রাথমিক নকশা সীমা কারণ অনেক উপাদান ব্যর্থ হয়েছে বলে মনে করা হয় একবার তারা অগ্রহণযোগ্য স্থায়ী বিকৃতি অনুভব করে, এমনকি যদি তারা ফ্র্যাকচার না করে থাকে.
উদাহরণস্বরূপ, একটি ইস্পাত সমর্থন কাঠামো যা লোডের অধীনে স্থায়ীভাবে বাঁকে, একটি ভালভ উপাদান যা মাত্রিক নির্ভুলতা হারায়, অথবা একটি চাপের জাহাজ যা তার অনুমোদনযোগ্য সীমার বাইরে বিকৃত হয় তা এখনও শারীরিকভাবে অক্ষত থাকতে পারে, কিন্তু এই শর্তগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে নিরাপত্তা এবং কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করতে পারে.
সুতরাং, ফলন শক্তি কেবল বস্তুগত শক্তির একটি পরিমাপ নয় - এটি গ্রহণযোগ্য অপারেশন এবং অপরিবর্তনীয় যান্ত্রিক ক্ষতির মধ্যে সীমানা উপস্থাপন করে.

ফলন শক্তির সংজ্ঞা এবং শারীরিক অর্থ
ফলন শক্তি (σY) একটি উপাদান স্থায়ী প্লাস্টিকের বিকৃতির মধ্য দিয়ে যেতে শুরু করে এমন চাপ হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়.
ফলন বিন্দু পৌঁছানোর আগে, স্ট্রেস এবং স্ট্রেনের মধ্যে সম্পর্ক প্রায় রৈখিক থাকে.
উপাদান ইলাস্টিক আচরণ অনুসরণ করে, যার অর্থ একবার বাহ্যিক লোড সরানো হয়, পরমাণু তাদের আসল অবস্থানে ফিরে আসে এবং উপাদানটি তার প্রাথমিক আকৃতি পুনরুদ্ধার করে.
তবে, যখন প্রয়োগ করা চাপ ফলন শক্তি অতিক্রম করে, বস্তুগত কাঠামোর মধ্যে অপরিবর্তনীয় পরিবর্তন ঘটে.
স্ফটিক জালি ভিতরে স্থানচ্যুতি সরানো শুরু, পারমাণবিক স্তরগুলি একে অপরের সাপেক্ষে স্লাইড করে, এবং স্থায়ী বিকৃতি বিকশিত হয়.
আচরণ সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে হিসাবে:
ইলাস্টিক বিকৃতি → ফলন → প্লাস্টিক বিকৃতি → ব্যর্থতা
একটি উপাদান প্রয়োগ করা প্রকৌশল চাপ হিসাবে গণনা করা হয়:
σ=F/A₀
কোথায়:
- ক = ইঞ্জিনিয়ারিং চাপ (এমপিএ)
- চ = প্রসারিত বল (এন)
- A₀ = মূল ক্রস-বিভাগীয় এলাকা (মিমি²)
ফলনের শক্তি স্ট্রেস মানের সাথে মিলে যায় যেখানে উপাদানটি সম্পূর্ণরূপে স্থিতিস্থাপক আচরণ থেকে বিচ্যুত হতে শুরু করে.
কেন ফলন শক্তি ইঞ্জিনিয়ারিং ডিজাইনে গুরুত্বপূর্ণ
যদিও প্রসার্য শক্তি সর্বাধিক চাপের প্রতিনিধিত্ব করে যা একটি উপাদান ফ্র্যাকচারের আগে সহ্য করতে পারে, পরিচর্যার সময় তাদের আকৃতি এবং মাত্রিক স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে হবে এমন উপাদানগুলির জন্য ফলন শক্তি সাধারণত বেশি গুরুত্বপূর্ণ.
একটি উপাদান ব্যর্থ বলে বিবেচিত হতে বিরতি প্রয়োজন হতে পারে না. অনেক অ্যাপ্লিকেশনে, স্থায়ী বিকৃতি নিজেই একটি কার্যকরী ব্যর্থতার প্রতিনিধিত্ব করে.
উদাহরণস্বরূপ, যান্ত্রিক সিস্টেমে:
- একটি খাদ যা স্থায়ীভাবে বাঁকানো হয় তা বিভ্রান্তি এবং অত্যধিক কম্পন তৈরি করতে পারে.
- একটি ভালভ উপাদান যা বিকৃত হয় সিলিং কার্যকারিতা হারাতে পারে.
- একটি নির্ভুল-মেশিনযুক্ত অংশ যা ফলন করে তা আর মাত্রিক প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে না.
- একটি কাঠামোগত সদস্য যা প্লাস্টিকভাবে বিকৃত হয় তার ডিজাইন করা লোড বিতরণ ক্ষমতা হারাতে পারে.
সুতরাং, ইঞ্জিনিয়াররা সাধারণত একটি উপযুক্ত নিরাপত্তা ফ্যাক্টর ব্যবহার করে ফলন শক্তির নিচে অপারেটিং স্ট্রেস ডিজাইন করে.
উদাহরণস্বরূপ, যদি একটি উপাদান একটি ফলন শক্তি আছে 500 MPa এবং নির্বাচিত নিরাপত্তা ফ্যাক্টর হয় 2, সর্বাধিক প্রস্তাবিত নকশা চাপ প্রায় হবে 250 এমপিএ.
কিভাবে ফলন শক্তি নির্ধারণ করা হয়
ফলন শক্তি পরিমাপ করার জন্য ব্যবহৃত পদ্ধতি উপাদানের বিকৃতি বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে. কিছু উপকরণ একটি পরিষ্কার ফলন পয়েন্ট প্রদর্শন করে, অন্যরা ধীরে ধীরে ইলাস্টিক থেকে প্লাস্টিকের আচরণে রূপান্তরিত হয়.
একটি প্রসার্য পরীক্ষা হল একটি আদর্শ পদ্ধতি যা ফলন শক্তি নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়.
পরীক্ষার সময়, একটি প্রমিত নমুনা একটি ক্রমবর্ধমান প্রসার্য লোডের শিকার হয় যখন সংশ্লিষ্ট প্রসারণ ক্রমাগত পরিমাপ করা হয়.
ফলে স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখা উপাদানের যান্ত্রিক আচরণ সম্পর্কে তথ্য প্রদান করে.
পরিমাপ পদ্ধতি উপাদানের ধরন অনুযায়ী পরিবর্তিত হয়.
| উপাদান প্রকার | পদ্ধতি | বর্ণনা |
| একটি স্বতন্ত্র ফলন পয়েন্ট সহ উপকরণ (যেমন, হালকা ইস্পাত) | স্ট্রেস-স্ট্রেন কার্ভ থেকে সরাসরি পরিমাপ. | ফলন শক্তি রৈখিকতা থেকে বিচ্যুতির প্রথম বিন্দুতে চাপ (ফলন বিন্দু). |
| একটি স্বতন্ত্র ফলন বিন্দু ছাড়া উপকরণ (যেমন, অ্যালুমিনিয়াম, তামা) | 0.2% অফসেট পদ্ধতি | ইলাস্টিক ঢালের সমান্তরাল একটি রেখা টানা হয় 0.2% স্ট্রেন; স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখার সাথে ছেদটি ফলনের শক্তিকে সংজ্ঞায়িত করে. |
| একটি ফলন মালভূমি সঙ্গে উপকরণ (যেমন, লো-কার্বন ইস্পাত) | উচ্চ এবং নিম্ন ফলন পয়েন্ট. | উচ্চ ফলন বিন্দু হল মালভূমির আগে শিখর; নিম্ন ফলন বিন্দু হল মালভূমির মান. |
দ্য 0.2% অফসেট ফলন শক্তি পদ্ধতি
অনেক প্রকৌশল ধাতু স্পষ্টভাবে সংজ্ঞায়িত ফলন পয়েন্ট দেখায় না. পরিবর্তে, তারা ধীরে ধীরে ইলাস্টিক বিকৃতি থেকে প্লাস্টিকের বিকৃতিতে রূপান্তরিত হয়.
সাধারণ উদাহরণ অন্তর্ভুক্ত:
- অ্যালুমিনিয়াম অ্যালো
- তামার মিশ্রণ
- টাইটানিয়াম অ্যালো
- উচ্চ শক্তি স্টেইনলেস স্টীল
এই উপকরণ জন্য, প্রকৌশলীরা সাধারণত ব্যবহার করেন 0.2% অফসেট ফলন শক্তি পদ্ধতি, এটি হিসাবে পরিচিত 0.2% প্রমাণ স্ট্রেস পদ্ধতি.
পদ্ধতি জড়িত:
- স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখার রৈখিক ইলাস্টিক অংশ সনাক্ত করা.
- ইলাস্টিক ঢালের সমান্তরাল একটি রেখা আঁকা.
- একটি স্ট্রেন মান দ্বারা এই লাইন স্থানান্তর 0.002 (0.2% স্থায়ী স্ট্রেন).
- অফসেট লাইন এবং স্ট্রেস-স্ট্রেন কার্ভের মধ্যে ছেদ বিন্দু নির্ধারণ করা.
এই সংযোগস্থলে চাপ মান ফলন শক্তি হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়.
এই পদ্ধতিটি একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ প্রকৌশল মান প্রদান করে কারণ এটি এমন সামগ্রীতে অনিশ্চয়তা এড়ায় যেখানে প্লাস্টিকের বিকৃতিতে রূপান্তর ধীরে ধীরে হয়.
সাধারণ প্রকৌশল সামগ্রীর সাধারণ ফলন শক্তির মান
খাদ রচনার উপর নির্ভর করে ফলন শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়, তাপ চিকিত্সা, উত্পাদন প্রক্রিয়া, এবং বস্তুগত অবস্থা.
নিম্নলিখিত মানগুলি সাধারণত ব্যবহৃত প্রকৌশল উপকরণগুলির জন্য সাধারণ ঘর-তাপমাত্রার ফলন শক্তির প্রতিনিধিত্ব করে.
| উপাদান | সাধারণ ফলন শক্তি (এমপিএ) | বৈশিষ্ট্য |
| আইসি 1018 লো-কার্বন ইস্পাত | 220–370 | ভাল নমনীয়তা এবং জোড়যোগ্যতা সহ ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত কাঠামোগত ইস্পাত |
| আইসি 1045 মাঝারি-কার্বন ইস্পাত | 310–450 | উচ্চ শক্তি; তাপ-চিকিত্সা অবস্থা উন্নত কর্মক্ষমতা প্রদান |
| স্টেইনলেস স্টিল 304 (anleed) | 205–310 | চমৎকার জারা প্রতিরোধের সঙ্গে Austenitic স্টেইনলেস স্টীল |
| 17-4PH স্টেইনলেস স্টীল H900 | 1,170–1,200 | খুব উচ্চ শক্তি সহ বর্ষণ-কঠিন স্টেইনলেস স্টীল |
অ্যালুমিনিয়াম 6061-T6 |
240–260 | সাধারণ-উদ্দেশ্য তাপ-চিকিত্সা অ্যালুমিনিয়াম খাদ |
| অ্যালুমিনিয়াম 7075-টি 6 | 460–500 | উচ্চ-শক্তি মহাকাশ অ্যালুমিনিয়াম খাদ |
| ব্রাস C36000 | 240–340 | মাঝারি শক্তি সঙ্গে চমৎকার machinability |
| annealed তামা | 55–70 | উচ্চ নমনীয় কিন্তু অপেক্ষাকৃত কম শক্তি |
| টাইটানিয়াম গ্রেড 5 (টি -6 এএল -4 ভি) | 830–880 | চমৎকার শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত সহ মহাকাশ খাদ |
| ধূসর cast ালাই লোহা | স্পষ্টভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়নি | সীমিত প্লাস্টিকের বিকৃতি সহ ভঙ্গুর উপাদান |
3. প্রসার্য শক্তি কি?
প্রসার্য শক্তি ব্যর্থতার আগে একটি উপাদানের টানা শক্তি সহ্য করার ক্ষমতা মূল্যায়নের জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি।.
এটা প্রতিনিধিত্ব করে নেকিং শুরু হওয়ার আগে এবং ভার বহন করার ক্ষমতা হ্রাস পেতে শুরু করার আগে সর্বাধিক প্রসার্য চাপ যা একটি উপাদান বজায় রাখতে পারে.
ফলন শক্তি অসদৃশ, যা স্থায়ী বিকৃতির শুরুকে সংজ্ঞায়িত করে, প্রসার্য শক্তি বর্ণনা করে চূড়ান্ত শক্তি সীমা প্রসার্য লোডিং অধীনে একটি উপাদান.
এটি ফ্র্যাকচারের জন্য উপাদানের প্রতিরোধ সম্পর্কে মূল্যবান তথ্য প্রদান করে, এর লোড বহন ক্ষমতা, এবং এর সামগ্রিক যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা.
ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশনে, প্রসার্য শক্তি উচ্চ প্রসার্য শক্তির অধীন উপাদানগুলির জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ, যেমন ফাস্টেনার্স, তারের, চাপ উপাদান, কাঠামোগত সদস্য, এবং লোড-ভারবহন যান্ত্রিক অংশ.
তবে, শুধুমাত্র প্রসার্য শক্তি একটি নির্দিষ্ট প্রয়োগের জন্য একটি উপাদান উপযুক্ত কিনা তা নির্ধারণ করে না.
একটি সম্পূর্ণ উপাদান মূল্যায়ন ফলন শক্তি বিবেচনা করা আবশ্যক, নমনীয়তা, দৃঢ়তা, ক্লান্তি প্রতিরোধের, এবং পরিবেশগত পরিস্থিতি.

প্রসার্য শক্তির সংজ্ঞা
টেনসিল শক্তি, সাধারণত হিসাবে উল্লেখ করা হয় চূড়ান্ত প্রসার্য শক্তি (ইউটিএস), স্থানীয় বিকৃতি এবং চূড়ান্ত ফ্র্যাকচার শুরু হওয়ার আগে একটি প্রসার্য পরীক্ষার সময় একটি উপাদান সর্বোচ্চ প্রকৌশল চাপ হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়.
এটি হিসাবে প্রতিনিধিত্ব করা হয়:
σUTS=F_max/A₀
কোথায়:
- σUTS = চূড়ান্ত প্রসার্য শক্তি (এমপিএ বা পিএসআই)
- F_max = সর্বোচ্চ লোড প্রয়োগ করা হয়েছে (N বা lb)
- A₀ = মূল ক্রস-বিভাগীয় এলাকা (মিমি² বা ইন²)
মূল পয়েন্ট:
- প্রসার্য শক্তি ব্যবহার করে গণনা করা হয় মূল ক্রস-বিভাগীয় এলাকা, নেকিং পরে হ্রাস করা এলাকা নয়.
- ফ্র্যাকচার এ সত্য চাপ (যা হ্রাসকৃত এলাকার জন্য দায়ী) ইঞ্জিনিয়ারিং প্রসার্য শক্তির চেয়ে বেশি.
- প্রসার্য শক্তি a ফ্র্যাকচার প্রতিরোধের পরিমাপ, বিকৃতি প্রতিরোধের নয়.
প্রসার্য শক্তির শারীরিক অর্থ
বস্তুগত বিজ্ঞানের দৃষ্টিকোণ থেকে, প্রসার্য শক্তি প্রয়োগকৃত প্রসার্য শক্তির অধীনে বিচ্ছেদ প্রতিরোধ করার জন্য একটি উপাদানের অভ্যন্তরীণ কাঠামোর ক্ষমতা উপস্থাপন করে.
যখন একটি প্রসার্য লোড প্রয়োগ করা হয়:
- পারমাণবিক বন্ধন বিচ্ছেদ প্রতিরোধ করে.
- ইলাস্টিক বিকৃতি প্রথমে ঘটে.
- প্লাস্টিক বিকৃতি ফলন পরে শুরু হয়.
- উপাদান স্ট্রেন শক্ত হওয়ার মাধ্যমে শক্তিশালী হতে থাকে.
- প্রসার্য শক্তি পয়েন্টে সর্বাধিক শক্তি পৌঁছেছে.
- আরও বিকৃতি ঘাড় এবং ফ্র্যাকচার ঘটায়.
ফলন শক্তি এবং প্রসার্য শক্তির মধ্যে পার্থক্য ব্যর্থতার আগে উপাদানটির প্লাস্টিকের বিকৃতির মধ্য দিয়ে যাওয়ার ক্ষমতা প্রতিফলিত করে.
নমনীয় উপকরণ জন্য:
σY<σUTS
ফলন শক্তি এবং প্রসার্য শক্তির মধ্যে পার্থক্য তত বেশি, ভাঙ্গার আগে প্লাস্টিকভাবে বিকৃত করার উপাদানটির ক্ষমতা তত বেশি.
কিভাবে প্রসার্য শক্তি পরিমাপ করা হয়
প্রসার্য শক্তি একটি প্রমিত প্রসার্য পরীক্ষার মাধ্যমে নির্ধারিত হয়.
সাধারণ পরীক্ষার পদ্ধতি অন্তর্ভুক্ত:
- পরিচিত মাত্রা সহ একটি প্রমিত নমুনা প্রস্তুত করা হচ্ছে.
- একটি সর্বজনীন টেস্টিং মেশিনে নমুনা মাউন্ট করা.
- ধীরে ধীরে বর্ধিত প্রসার্য বল প্রয়োগ করা.
- প্রসারিত পরিমাপ এবং ক্রমাগত লোড প্রয়োগ করা.
- ইঞ্জিনিয়ারিং স্ট্রেস এবং স্ট্রেন গণনা করা.
- স্ট্রেস-স্ট্রেন কার্ভের সর্বোচ্চ স্ট্রেস পয়েন্ট চিহ্নিত করা.
সাধারণ পরীক্ষার মান অন্তর্ভুক্ত:
- হাঁপানি E8/e8m — ধাতব পদার্থের উত্তেজনা পরীক্ষার জন্য স্ট্যান্ডার্ড টেস্ট পদ্ধতি
- আইএসও 6892-1 — ধাতব পদার্থের প্রসার্য পরীক্ষা
সাধারণ প্রকৌশল সামগ্রীর সাধারণ প্রসার্য শক্তির মান
বিভিন্ন উপকরণ উল্লেখযোগ্যভাবে বিভিন্ন প্রসার্য শক্তি স্তর প্রদর্শন করে.
| উপাদান | সাধারণ প্রসার্য শক্তি (এমপিএ) | বৈশিষ্ট্য |
| নিম্ন-কার্বন ইস্পাত AISI 1018 | 370-440 | ভাল নমনীয়তা সহ সাধারণ কাঠামোগত ইস্পাত |
| মাঝারি কার্বন ইস্পাত AISI 1045 | 570–700 | উচ্চ শক্তি যান্ত্রিক ইস্পাত |
| স্টেইনলেস স্টিল 304 | 500–750 | জারা-প্রতিরোধী austenitic স্টেইনলেস স্টীল |
| 17-4PH স্টেইনলেস স্টীল H900 | 1,300–1,400 | উচ্চ-শক্তি বৃষ্টিপাত-কঠিন স্টেইনলেস স্টীল |
অ্যালুমিনিয়াম 6061-T6 |
300–320 | লাইটওয়েট স্ট্রাকচারাল অ্যালুমিনিয়াম খাদ |
| অ্যালুমিনিয়াম 7075-টি 6 | 530–570 | মহাকাশ-গ্রেড উচ্চ-শক্তি অ্যালুমিনিয়াম |
| ব্রাস C36000 | 340–470 | চমৎকার machinability এবং মাঝারি শক্তি |
| তামা annealed | 200–250 | অত্যন্ত পরিবাহী এবং নমনীয় |
| টাইটানিয়াম গ্রেড 5 টি -6 এএল -4 ভি | 900–950 | উচ্চ কর্মক্ষমতা মহাকাশ খাদ |
| ধূসর cast ালাই লোহা | 150–350 | সীমিত প্রসার্য ক্ষমতা সহ ভঙ্গুর উপাদান |
4. ফলন শক্তি এবং প্রসার্য শক্তির মধ্যে মূল পার্থক্য
ফলন শক্তি এবং প্রসার্য শক্তি হল দুটি মৌলিক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য যা বর্ণনা করতে ব্যবহৃত হয় যে কীভাবে একটি উপাদান প্রসার্য লোডিংয়ের প্রতিক্রিয়া জানায়.
যদিও উভয়ই স্ট্রেস-স্ট্রেন কার্ভ থেকে পাওয়া যায়, তারা প্রতিনিধিত্ব করে বস্তুগত আচরণের বিভিন্ন পর্যায় এবং ব্যর্থতার বিভিন্ন সংজ্ঞা.
অপরিহার্য পার্থক্য হল:
- ফলন শক্তি সেই বিন্দুকে সংজ্ঞায়িত করে যেখানে একটি উপাদান স্থায়ীভাবে বিকৃত হতে শুরু করে.
- টেনসিল শক্তি (চূড়ান্ত প্রসার্য শক্তি, ইউটিএস) নেকিং এবং শেষ পর্যন্ত ফ্র্যাকচার হওয়ার আগে একটি উপাদান সর্বাধিক চাপ সহ্য করতে পারে তা নির্ধারণ করে.
ইঞ্জিনিয়ারিং ডিজাইনে, ফলন শক্তি সাধারণত সঙ্গে যুক্ত করা হয় কার্যকরী ব্যর্থতা, যখন প্রসার্য শক্তির সাথে যুক্ত চূড়ান্ত কাঠামোগত ব্যর্থতা.
একটি উপাদান তার ফলন শক্তি অতিক্রম করার পরেও শারীরিকভাবে অক্ষত থাকতে পারে, কিন্তু এটা আর মাত্রিক পূরণ হতে পারে, অপারেশনাল, বা নিরাপত্তা প্রয়োজনীয়তা.
ফলন শক্তি এবং প্রসার্য শক্তির মধ্যে তুলনা
| মানদণ্ড | ফলন শক্তি | টেনসিল শক্তি (ইউটিএস) |
| সংজ্ঞা | যে চাপে স্থায়ী প্লাস্টিকের বিকৃতি শুরু হয় | নেকিং এবং ফ্র্যাকচার শুরু হওয়ার আগে একটি উপাদান সর্বাধিক চাপ সহ্য করতে পারে |
| প্রতীক | σY | σUTS |
| স্ট্রেস-স্ট্রেন কার্ভের অবস্থান | ইলাস্টিক অঞ্চলের শেষে এবং প্লাস্টিকের বিকৃতির শুরুতে অবস্থিত | ইঞ্জিনিয়ারিং স্ট্রেস-স্ট্রেন কার্ভের সর্বোচ্চ বিন্দুর প্রতিনিধিত্ব করে |
| বস্তুগত আচরণ | ইলাস্টিক আচরণ থেকে অপরিবর্তনীয় বিকৃতিতে রূপান্তর নির্দেশ করে | উপাদানের অবক্ষয় শুরু হওয়ার আগে সর্বাধিক লোড বহন করার ক্ষমতা নির্দেশ করে |
| ইঞ্জিনিয়ারিং এর গুরুত্ব | কখন একটি উপাদান স্থায়ীভাবে আকৃতি পরিবর্তন করবে তা নির্ধারণ করে | ফ্র্যাকচারের আগে চূড়ান্ত শক্তি সীমা নির্ধারণ করে |
প্রাথমিক ব্যর্থতা মোড |
প্লাস্টিকের বিকৃতি, মাত্রিক পরিবর্তন, বিকৃতি, মিসিলাইনমেন্ট | ঘাড়ে, ক্র্যাক প্রসারণ, এবং সম্পূর্ণ ফ্র্যাকচার |
| ডিজাইন দর্শন | স্থায়ী বিকৃতি প্রতিরোধ এবং কার্যকরী অখণ্ডতা বজায় রাখা | বিপর্যয়মূলক ফাটল রোধ করুন এবং কাঠামোগত নিরাপত্তা নিশ্চিত করুন |
| শারীরিক অর্থ | প্লাস্টিক প্রবাহের সূচনা প্রতিরোধ | প্রসার্য লোডিং অধীনে সম্পূর্ণ বিচ্ছেদ প্রতিরোধ |
| সাধারণ পরিমাপ পদ্ধতি | সরাসরি ফলন বিন্দু পরিমাপ বা 0.2% অফসেট পদ্ধতি | সর্বাধিক প্রয়োগকৃত লোড মূল ক্রস-বিভাগীয় এলাকা দ্বারা বিভক্ত |
| ডিজাইন অ্যাপ্লিকেশন | বেশিরভাগ কাঠামোগত এবং যান্ত্রিক উপাদানগুলির জন্য প্রাথমিক নকশার মানদণ্ড | ফ্র্যাকচার-সমালোচনা এবং উচ্চ-লোড অ্যাপ্লিকেশনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ |
| সাধারণ নিরাপত্তা ফ্যাক্টর ভিত্তি | সাধারণত অনুমোদিত চাপ গণনার জন্য ব্যবহৃত হয় (আবেদনের উপর নির্ভর করে সাধারণত 1.5-2.0) | চূড়ান্ত ব্যর্থতার অবস্থার মূল্যায়নের জন্য ব্যবহৃত হয় (গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলির জন্য প্রায়ই উচ্চ নিরাপত্তা মার্জিন) |
বিভিন্ন পদার্থের প্রসার্য শক্তি-থেকে-ফলন শক্তির অনুপাত
| টেনসিল শক্তি / ফলন শক্তি অনুপাত | বস্তুগত আচরণ | সাধারণ উপকরণ | বৈশিষ্ট্য |
| প্রায় 1.0 | ভঙ্গুর আচরণ | ধূসর cast ালাই লোহা, সিরামিক, গ্লাস | সামান্য বা কোন প্লাস্টিক বিকৃতি; ইলাস্টিক সীমার পরেই ব্যর্থতা ঘটে |
| 1.5–2.0 | নমনীয় আচরণ | লো-কার্বন ইস্পাত, অ্যালুমিনিয়াম অ্যালো, স্টেইনলেস স্টিল | ফ্র্যাকচারের আগে উল্লেখযোগ্য প্লাস্টিকের বিকৃতি; ব্যর্থতার আগে সতর্কতা প্রদান করে |
| এর চেয়ে বড় 2.0 | অত্যন্ত নমনীয় আচরণ | annealed তামা, কিছু পলিমার | বড় বিকৃতি ক্ষমতা; ফ্র্যাকচারের আগে উচ্চ শক্তি শোষণ |
5. কোন মেট্রিক উপাদান ব্যর্থতা নির্ধারণ করে?
কিনা তা নির্ধারণ করা হচ্ছে ফলন শক্তি বা টেনসিল শক্তি উপাদান ব্যর্থতা নিয়ন্ত্রণ একটি একক উত্তর সহ একটি সহজ প্রশ্ন নয়.
ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে, ব্যর্থতার সংজ্ঞা উপাদানটির কাজের উপর নির্ভর করে, লোডের ধরন, বস্তুগত আচরণ, এবং ক্ষতির পরিণতি.
একটি সাধারণ ভুল বোঝাবুঝি হল যে একটি উপাদান "ব্যর্থ হয়" শুধুমাত্র যখন এটি ভেঙে যায়. বাস্তবে, ইঞ্জিনিয়ারিং ব্যর্থতা ফ্র্যাকচারের অনেক আগে ঘটতে পারে.
একটি উপাদান যা স্থায়ীভাবে বিকৃত হয়েছে, হারানো মাত্রিক নির্ভুলতা, বা আর তার উদ্দেশ্য ফাংশন সঞ্চালন করতে পারে না ইতিমধ্যে ব্যর্থ বলে বিবেচিত হয়, এমনকি যদি উপাদান শারীরিকভাবে অবিচ্ছিন্ন থাকে.
সুতরাং, সবচেয়ে সঠিক ব্যাখ্যা হয়:
ফলন শক্তি অপরিবর্তনীয় ক্ষতি এবং কার্যকরী ব্যর্থতার শুরু নির্ধারণ করে, যখন প্রসার্য শক্তি কাঠামোগত ফ্র্যাকচারের আগে চূড়ান্ত সীমা নির্ধারণ করে.
অধিকাংশ নমনীয় ধাতু উপাদান জন্য, ফলন শক্তি প্রাথমিক নকশার মানদণ্ড কারণ স্থায়ী বিকৃতি রোধ করা সাধারণত উপাদানের সর্বোচ্চ সম্ভাব্য শক্তিতে পৌঁছানোর চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ.
তবে, ফ্র্যাকচার-সমালোচনামূলক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, প্রসার্য শক্তি বিপর্যয়মূলক ব্যর্থতা প্রতিরোধের জন্য একটি মূল পরামিতি হয়ে ওঠে.
ব্যর্থতা বোঝা: ফলন বনাম ফ্র্যাকচার
টেনসিল লোডিংয়ের অধীনে উপাদানের ব্যর্থতা সাধারণত দুটি ভিন্ন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ঘটে: প্লাস্টিকের বিকৃতি ব্যর্থতা এবং ফ্র্যাকচার ব্যর্থতা.
ফলন ব্যর্থতা: যখন একটি উপাদান তার উদ্দেশ্য ফাংশন হারায়
ফলন ব্যর্থতা ঘটে যখন প্রয়োগ করা চাপ উপাদানের ফলন শক্তিকে ছাড়িয়ে যায়.
At this point, উপাদান প্লাস্টিকের বিকৃতি অঞ্চলে প্রবেশ করে, এর অর্থ হল লোড সরানোর পরে এটি আর সম্পূর্ণরূপে তার আসল আকারে ফিরে আসবে না.
উপাদানটি অতিরিক্ত ভার বহন করতে পারে কারণ উপাদানটি এখনও তার চূড়ান্ত শক্তিতে পৌঁছেনি. তবে, স্থায়ী বিকৃতি ইতিমধ্যেই উপাদানটিকে পরিষেবার জন্য অনুপযুক্ত করে তুলতে পারে.
উদাহরণস্বরূপ, শিল্প সরঞ্জামে ব্যবহৃত একটি নির্ভুল-যন্ত্রযুক্ত খাদ বিবেচনা করুন.
যদি খাদটি তার ফলন শক্তির উপরে চাপ অনুভব করে, এটা স্থায়ীভাবে বাঁক হতে পারে. যদিও তা ভেঙ্গে পড়েনি, বিকৃতি ঘটতে পারে:
- ঘূর্ণায়মান উপাদানগুলির মধ্যে মিস্যালাইনমেন্ট
- কম্পন বৃদ্ধি
- অকাল জন্মদান পরিধান
- কম অপারেশনাল নির্ভুলতা
একইভাবে, একটি ভালভ উপাদান ফলন করার পরে অক্ষত থাকতে পারে কিন্তু মাত্রিক পরিবর্তনের কারণে তার সিলিং কার্যকারিতা হারাতে পারে.
এই পরিস্থিতিতে, উপাদান অভিজ্ঞতা হয়েছে ইঞ্জিনিয়ারিং ব্যর্থতা, যদিও প্রসার্য শক্তি পৌঁছেনি.
ফ্র্যাকচার ব্যর্থতা: যখন উপাদান কাঠামোগত অখণ্ডতা হারায়
ফ্র্যাকচার ব্যর্থতা ঘটে যখন উপাদানটি তার চূড়ান্ত প্রসার্য ক্ষমতায় পৌঁছায় এবং ক্রমবর্ধমান লোড ধরে রাখতে পারে না.
একটি প্রসার্য পরীক্ষার সময়, উপাদান প্রথম তার সর্বোচ্চ চাপ মান পৌঁছে, চূড়ান্ত প্রসার্য শক্তি হিসাবে পরিচিত (ইউটিএস). এই পয়েন্ট পরে, নেকিং নামক স্থানীয় বিকৃতি শুরু হয়.
একটি নির্দিষ্ট অঞ্চলে ক্রস-বিভাগীয় এলাকা দ্রুত হ্রাস পায়, উপাদানের বোঝা বহন করার ক্ষমতা হ্রাস করা.
ব্যর্থতা প্রক্রিয়া সাধারণত জড়িত:
- সর্বাধিক প্রসার্য চাপ পৌঁছেছে.
- স্থানীয়ভাবে ঘাড় বিকশিত হয়.
- অভ্যন্তরীণ ত্রুটি বা ফাটল বৃদ্ধি পায়.
- অবশিষ্ট ক্রস-সেকশন অপর্যাপ্ত হয়ে যায়.
- চূড়ান্ত ফ্র্যাকচার ঘটে.
তারগুলি উত্তোলনের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, স্ট্রাকচারাল ফাস্টেনার্স, এবং বিমানের উপাদান, ফ্র্যাকচার সবচেয়ে গুরুতর ধরণের ব্যর্থতার প্রতিনিধিত্ব করে কারণ এটি হঠাৎ ঘটতে পারে এবং বিপর্যয়কর পরিণতি ঘটাতে পারে.
কেন ফলন শক্তি সাধারণত ইঞ্জিনিয়ারিং ডিজাইন নিয়ন্ত্রণ করে
বেশিরভাগ কাঠামোগত এবং যান্ত্রিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, প্রকৌশলীরা প্রসার্য শক্তির চেয়ে কম ফলন শক্তির নীচে কাজ করার জন্য উপাদানগুলি ডিজাইন করেন.
কারণটি হল যে স্থায়ী বিকৃতি কার্যক্ষমতার সাথে আপস করতে পারে এমনকি যখন উপাদানটি উল্লেখযোগ্য অবশিষ্ট শক্তি বজায় রাখে.
নমনীয় ধাতু জন্য সম্পর্ক সাধারণত:
σY<σUTS
এর মানে হল যে একটি উপাদান ফলন শুরু হওয়ার পরে অতিরিক্ত লোড বহন করতে পারে.
তবে, একটি উপাদানকে প্লাস্টিকের অঞ্চলে প্রবেশ করার অনুমতি দেওয়া সাধারণত অগ্রহণযোগ্য কারণ মূল নকশা অনুমান আর বৈধ নয়.
ফলন সাধারণ পরিণতি অন্তর্ভুক্ত:
মাত্রিক নির্ভুলতার ক্ষতি
নির্ভুলতা উপাদান প্রায়ই কঠোর মাত্রিক নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন. এমনকি ছোট স্থায়ী বিকৃতি সমাবেশ নির্ভুলতা এবং কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করতে পারে.
ক্লান্তি জীবন হ্রাস
প্লাস্টিক বিকৃতি অবশিষ্ট স্ট্রেস এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারাল পরিবর্তনগুলি প্রবর্তন করে যা ক্লান্তি ফাটল সূচনাকে ত্বরান্বিত করতে পারে.
নিরাপত্তা মার্জিনের ক্ষতি
একবার ফলন ঘটে, ফ্র্যাকচারের আগে অবশিষ্ট শক্তি মার্জিন হ্রাস করা হয়.
এই কারণে, প্রকৌশল নকশা মান সাধারণত গ্রহণযোগ্য চাপ গণনার ভিত্তি হিসাবে ফলন শক্তি ব্যবহার করে.
যখন টেনসাইল স্ট্রেংথ ক্রিটিক্যাল ব্যর্থতার মাপকাঠি হয়ে যায়
যদিও ফলন শক্তি অনেক ইঞ্জিনিয়ারিং ডিজাইন নিয়ন্ত্রণ করে, যখন প্রাথমিক প্রয়োজন সম্পূর্ণ ফেটে যাওয়া রোধ করে তখন প্রসার্য শক্তি প্রধান বিবেচ্য হয়ে ওঠে.
এটি এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ যেখানে ব্যর্থতা তাৎক্ষণিক নিরাপত্তা বিপত্তির দিকে নিয়ে যেতে পারে.
উচ্চ টান উপাদান
উপাদান যেমন:
- সাসপেনশন তারের
- তারের দড়ি
- উচ্চ শক্তি বল্টু
- অ্যাঙ্করিং সিস্টেম
বৃহৎ প্রসার্য শক্তি সহ্য করার জন্য প্রাথমিকভাবে ডিজাইন করা হয়েছে.
এই অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, প্রধান উদ্বেগ উপাদান সামান্য বিকৃত কিনা না, কিন্তু এটি ব্রেক না করে প্রয়োজনীয় লোড বহন চালিয়ে যেতে পারে কিনা.
ভঙ্গুর উপকরণ
ভঙ্গুর পদার্থের জন্য প্রসার্য শক্তিও বেশি গুরুত্বপূর্ণ কারণ তারা ফ্র্যাকচারের আগে সামান্য বা কোনো প্লাস্টিকের বিকৃতি প্রদর্শন করে না.
উদাহরণ অন্তর্ভুক্ত:
- ধূসর cast ালাই লোহা
- সিরামিকস
- গ্লাস
নমনীয় ধাতু থেকে ভিন্ন, ভঙ্গুর পদার্থের সাধারণত পরিষ্কারভাবে সংজ্ঞায়িত ফলন বিন্দু থাকে না. তাদের স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখা প্রায় সম্পূর্ণরূপে স্থিতিস্থাপক প্রতিক্রিয়া দেখায় যার পরে হঠাৎ ফ্র্যাকচার হয়.
এই উপকরণ জন্য:
- ফলন শক্তি অর্থবহ নাও হতে পারে.
- প্রসার্য শক্তি ব্যর্থতা প্রতিরোধের একটি ভাল ইঙ্গিত প্রদান করে.
- ফ্র্যাকচার শক্ততা একটি গুরুত্বপূর্ণ অতিরিক্ত সম্পত্তি হয়ে ওঠে.
একা শক্তি কেন ব্যর্থতাকে সংজ্ঞায়িত করে না
যদিও ফলন শক্তি এবং প্রসার্য শক্তি মৌলিক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, বাস্তব-বিশ্বের ব্যর্থতা প্রায়ই অন্যান্য প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ঘটে.
ক্লান্তি ব্যর্থতা
অনেক উপাদান বারবার লোডিং চক্রের পরে ব্যর্থ হয় এমনকি যখন প্রয়োগ করা চাপ ফলনের শক্তির নিচে থাকে.
সাধারণ উদাহরণ অন্তর্ভুক্ত:
- ঘোরানো খাদ
- বিমানের কাঠামো
- ইঞ্জিন উপাদান
ক্লান্তি ব্যর্থতা নির্ভর করে:
- স্ট্রেস চক্র
- পৃষ্ঠ ত্রুটি
- উপাদান মাইক্রোস্ট্রাকচার
- অবশিষ্ট চাপ
ক্রীপ ব্যর্থতা
উন্নত তাপমাত্রায়, ধ্রুবক চাপের অধীনে উপকরণগুলি ধীরে ধীরে বিকৃত হতে পারে.
এই জন্য সমালোচনামূলক:
- টারবাইন উপাদান
- বয়লার
- উচ্চ-তাপমাত্রা চাপের সরঞ্জাম
এই ক্ষেত্রে, ঘর-তাপমাত্রার প্রসার্য শক্তির চেয়ে ক্রীপ শক্তি এবং স্ট্রেস ফেটে যাওয়ার বৈশিষ্ট্যগুলি বেশি গুরুত্বপূর্ণ.
পরিবেশগত ব্যর্থতা
পরিবেশগত অবস্থার দ্বারা উপাদান কর্মক্ষমতা হ্রাস করা যেতে পারে.
উদাহরণ অন্তর্ভুক্ত:
- জারা
- হাইড্রোজেন ক্ষত
- স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিং
চমৎকার প্রসার্য বৈশিষ্ট্য সহ একটি উপাদান যদি পর্যাপ্ত পরিবেশগত প্রতিরোধের অভাব থাকে তবে তা অকালে ব্যর্থ হতে পারে.
6. বিভিন্ন উপাদানে ফলন শক্তি বনাম প্রসার্য শক্তি
নমনীয় উপকরণ (ইস্পাত, অ্যালুমিনিয়াম, তামা)
| উপাদান | ফলন শক্তি (এমপিএ) | টেনসিল শক্তি (এমপিএ) | অনুপাত (UTS/ফলন) | ব্যর্থতা মোড |
| লো-কার্বন ইস্পাত (1018) | 220-370 | 370-440 | 1.2-1.7 | প্রথম ফলন; তারপর কঠোর পরিশ্রম করুন; ঘাড়; ফ্র্যাকচার. |
| স্টেইনলেস স্টিল (304) | 205-310 | 515-720 | 1.7-2.5 | ফলন; উল্লেখযোগ্য নমনীয়তা; ঘাড়; ফ্র্যাকচার. |
| অ্যালুমিনিয়াম (6061-টি 6) | 240-260 | 290-310 | 1.1-1.3 | সীমিত নমনীয়তা; ফলন তারপর ফ্র্যাকচার. |
| তামা (anleed) | 55-70 | 210-240 | 3.0-4.0 | খুব নমনীয়; বড় প্লাস্টিকের বিকৃতি; ঘাড়; ফ্র্যাকচার. |
ব্যর্থতার মাপকাঠি: নমনীয় উপকরণ জন্য, ফলন শক্তি সাধারণত সেবাযোগ্যতা নিয়ন্ত্রণ করে (বিকৃতি), যখন টেনসিল শক্তি চূড়ান্ত নিরাপত্তা নিয়ন্ত্রণ করে (ফ্র্যাকচার). ডিজাইনারদের উভয় বিবেচনা করতে হবে.
ভঙ্গুর উপকরণ (কাস্ট লোহা, সিরামিকস, গ্লাস)
| উপাদান | ফলন শক্তি (এমপিএ) | টেনসিল শক্তি (এমপিএ) | অনুপাত (UTS/ফলন) | ব্যর্থতা মোড |
| ধূসর cast ালাই লোহা | ফলন নেই | 150-350 | ~ 1.0 | উল্লেখযোগ্য প্লাস্টিকের বিকৃতি ছাড়া ফ্র্যাকচার. |
| সিরামিকস (অ্যালুমিনা) | ফলন নেই | 200-400 | ~ 1.0 | ভঙ্গুর ফ্র্যাকচার; কোন ফলন. |
| গ্লাস | ফলন নেই | 50-100 | ~ 1.0 | হঠাৎ ফ্র্যাকচার; কোন সতর্কতা. |
ব্যর্থতার মাপকাঠি: ভঙ্গুর উপকরণ জন্য, টেনসিল শক্তি একমাত্র অর্থপূর্ণ মেট্রিক. স্থিতিস্থাপক সীমা অতিক্রম করার পরেই উপাদানটি ফ্র্যাকচার দ্বারা ব্যর্থ হবে.
উচ্চ শক্তি সংকর (17-4পিএইচ, টাইটানিয়াম)
| উপাদান | ফলন শক্তি (এমপিএ) | টেনসিল শক্তি (এমপিএ) | অনুপাত (UTS/ফলন) | ব্যর্থতা মোড |
| স্টেইনলেস স্টীল 17-4PH | 1,170-1,200 | 1,310-1,370 | 1.1-1.2 | সীমিত প্লাস্টিকের বিকৃতি; ফলন দেওয়ার পরপরই ফ্র্যাকচার ঘটে. |
| টাইটানিয়াম Ti-6Al-4V | 830-880 | 900-1,000 | 1.1-1.2 | সীমিত নমনীয়তা; ফলন তারপর ফ্র্যাকচার. |
ব্যর্থতার মাপকাঠি: সীমিত নমনীয়তা সহ উচ্চ-শক্তির খাদগুলির জন্য, উভয় মেট্রিক্স গুরুত্বপূর্ণ.
উপাদান সামান্য প্লাস্টিকের বিকৃতি আছে, তাই নকশাটি অবশ্যই ফলন শুরু হওয়া এবং চূড়ান্ত ফ্র্যাকচার শক্তি উভয়ই বিবেচনা করবে.
7. সাধারণ ভুল ধারণা এবং প্রমাণ-ভিত্তিক স্পষ্টীকরণ
7.1 মিথ: প্রসার্য শক্তি সবসময় ফলন শক্তির চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ.
সত্য: এটা সত্য নয়. বেশিরভাগ কাঠামোগত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, ফলন শক্তি এটি প্রাথমিক নকশার মানদণ্ড কারণ এটি নির্ধারণ করে কখন অংশটি স্থায়ীভাবে বিকৃত হবে.
নিরাপত্তার জন্য প্রসার্য শক্তি গুরুত্বপূর্ণ, কিন্তু ফলন হল serviceability সীমা.
প্রমাণ: কাঠামোগত ইস্পাত নকশা (যেমন, এআইএসসি, ইউরোকোড), নকশা ফলন শক্তি উপর ভিত্তি করে (অথবা এর একটি ভগ্নাংশ). চূড়ান্ত লোড চেকের জন্য প্রসার্য শক্তি ব্যবহার করা হয়.
7.2 মিথ: ফলন শক্তি এবং প্রসার্য শক্তি সব উপকরণ জন্য একই.
সত্য: এটি শুধুমাত্র পুরোপুরি ভঙ্গুর উপকরণের জন্য সত্য (যেমন, সিরামিক, গ্লাস), যার কোনো প্লাস্টিকের বিকৃতি নেই. নমনীয় উপকরণ জন্য, দুটি মান উল্লেখযোগ্যভাবে ভিন্ন.
প্রমাণ: হালকা ইস্পাতের ফলন শক্তি ~250 MPa এবং প্রসার্য শক্তি ~400 MPa—a 60% পার্থক্য.
7.3 মিথ: একটি উচ্চ প্রসার্য শক্তি সঙ্গে একটি উপাদান সবসময় একটি উচ্চ ফলন শক্তি সঙ্গে একটি থেকে শক্তিশালী.
সত্য: "শক্তিশালী" শক্তির সংজ্ঞার উপর নির্ভর করে. যদি "শক্তি" মানে স্থায়ী বিকৃতির প্রতিরোধ, ফলন শক্তি উপযুক্ত পরিমাপ.
যদি "শক্তি" মানে ফ্র্যাকচার প্রতিরোধ, প্রসার্য শক্তি উপযুক্ত পরিমাপ.
প্রমাণ: একটি উচ্চ প্রসার্য শক্তি কিন্তু কম ফলন শক্তি সঙ্গে একটি উপাদান (যেমন, কিছু পলিমার) কম লোডের অধীনে স্থায়ীভাবে বিকৃত হতে পারে তবে ফ্র্যাকচার ভালভাবে প্রতিরোধ করতে পারে.
7.4 মিথ: ফলন শক্তি নির্ধারণ করে যখন একটি উপাদান ভেঙ্গে যায়.
সত্য: ফলন শক্তি নির্ধারণ করে যখন একটি উপাদান স্থায়ীভাবে বিকৃত হয়, এটা ভেঙ্গে না যখন. ব্রেকিং (ফ্র্যাকচার) প্রসার্য শক্তিতে ঘটে (অথবা ঘাড়ের পরে ফ্র্যাকচার পয়েন্টে).
প্রমাণ: একটি ইস্পাত মরীচি ফলন হতে পারে (স্থায়ীভাবে স্তব্ধ) এ 250 MPa কিন্তু স্ট্রেস ~400 MPa না পৌঁছানো পর্যন্ত ভাঙ্গবে না.
7.5 মিথ: প্রসার্য শক্তি হল সর্বাধিক চাপ যা একটি উপাদান স্থায়ী বিকৃতি ছাড়াই সহ্য করতে পারে.
সত্য: এটা ভুল. ফলন শক্তি স্থায়ী বিকৃতি ছাড়াই সর্বাধিক চাপ. টেনসিল শক্তি ফ্র্যাকচার ছাড়াই সর্বাধিক চাপ.
প্রমাণ: স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখা স্পষ্টভাবে দেখায় যে প্রসার্য শক্তির আগে ফলন বিন্দু ভালভাবে ঘটে.
8. উপাদান শক্তি উন্নতি: কিভাবে নির্মাতারা ফলন এবং প্রসার্য শক্তি বাড়ায়
প্রকৌশল উপকরণের যান্ত্রিক শক্তি উন্নত করা আধুনিক উপকরণ বিজ্ঞান এবং উত্পাদনের প্রাথমিক উদ্দেশ্যগুলির মধ্যে একটি।.
একটি উপাদান পরিবর্তন করে রাসায়নিক রচনা, মাইক্রোস্ট্রাকচার, এবং প্রক্রিয়াকরণ শর্তাবলী, নির্মাতারা উল্লেখযোগ্যভাবে উভয় বৃদ্ধি করতে পারেন ফলন শক্তি এবং টেনসিল শক্তি আবেদনের চাহিদা পূরণ করতে.
উপাদান শক্তিশালীকরণ পদ্ধতির সংক্ষিপ্ত বিবরণ
বিভিন্ন শক্তিশালীকরণ প্রক্রিয়া বিভিন্ন উপায়ে ফলনের শক্তি এবং প্রসার্য শক্তিকে প্রভাবিত করে. নিম্নলিখিত সারণী শিল্প উৎপাদনে ব্যবহৃত প্রধান পদ্ধতির সংক্ষিপ্ত বিবরণ দেয়.
| শক্তিশালীকরণ পদ্ধতি | প্রক্রিয়া | ফলন শক্তির উপর প্রভাব | প্রসার্য শক্তির উপর প্রভাব |
| অ্যালোইং | মিশ্র উপাদান যোগ করা যেমন Cr, মধ্যে, মো, V, কিউ, মিলিগ্রাম, এবং উপাদান ম্যাট্রিক্স পরিবর্তন করতে Zn | বাড়ে | বাড়ে |
| তাপ চিকিত্সা | নিভে যাওয়ার মতো প্রক্রিয়ার মাধ্যমে মাইক্রোস্ট্রাকচার পরিবর্তন করা, মেজাজ, সমাধান চিকিত্সা, এবং বার্ধক্য | উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় | বাড়ে |
| ঠান্ডা কাজ (কঠোর পরিশ্রম) | প্লাস্টিকের বিকৃতি স্থানচ্যুতি ঘনত্ব বাড়ায় এবং আরও বিকৃতিকে সীমাবদ্ধ করে | উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় | বাড়ে, কিন্তু নমনীয়তা হ্রাস করে |
| শস্য পরিশোধন | শস্যের আকার হ্রাস করা হল-পেচ প্রভাবের মাধ্যমে স্থানচ্যুতি আন্দোলনের প্রতিরোধকে উন্নত করে | বাড়ে | বাড়ে |
বৃষ্টিপাত কঠোর |
সূক্ষ্ম precipitates গঠন যে স্থানচ্যুতি আন্দোলন ব্লক | উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় | বাড়ে |
| কঠিন সমাধান শক্তিশালীকরণ | দ্রবীভূত মিশ্রণকারী পরমাণু স্ফটিক জালিকে বিকৃত করে এবং বিকৃতিতে বাধা দেয় | বাড়ে | বাড়ে |
| সম্মিলিত প্রক্রিয়াকরণ | ঠান্ডা কাজ সমন্বয়, তাপ চিকিত্সা, এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার অপ্টিমাইজ করার জন্য বার্ধক্য | উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় | বাড়ে |
তাপ চিকিত্সা: সবচেয়ে কার্যকরী পদ্ধতি
তাপ চিকিত্সা হল ফলন এবং প্রসার্য শক্তি উভয়ই বাড়ানোর সবচেয়ে সাধারণ এবং কার্যকর উপায়. প্রভাব উপাদান এবং চিকিত্সার উপর নির্ভর করে.
| তাপ চিকিত্সা | ফলন শক্তির উপর প্রভাব | প্রসার্য শক্তির উপর প্রভাব | নমনীয়তার উপর প্রভাব |
| শোধন + মেজাজ (ইস্পাত) | উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় | বাড়ে | কমে যায় |
| বৃষ্টিপাত কঠোর (17-4পিএইচ) | উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় | বাড়ে | কমে যায় |
| সমাধান অ্যানিলিং | কমে যায় (উপাদান নরম করে) | কমে যায় (উপাদান নরম করে) | বাড়ে |
| ঠান্ডা কাজ (স্ট্রেন কঠোরতা) | বাড়ে | বাড়ে | কমে যায় |
মূল অন্তর্দৃষ্টি: আছে ক ট্রেড অফ শক্তি এবং নমনীয়তার মধ্যে. ক্রমবর্ধমান ফলন এবং প্রসার্য শক্তি সাধারণত নমনীয়তা হ্রাস করে (দীর্ঘকরণ).
প্রকৌশলীদের অবশ্যই আবেদনের প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে এই বৈশিষ্ট্যগুলির ভারসাম্য বজায় রাখতে হবে.
9. ব্যবহারিক উদাহরণ: ফলন শক্তি বা প্রসার্য শক্তি?
উদাহরণ 1: একটি বিল্ডিং ইস্পাত মরীচি
| প্যারামিটার | মান | ডিজাইনের মানদণ্ড |
| উপাদান | ASTM A992 ইস্পাত | - |
| ফলন শক্তি | 345 এমপিএ | ফলন শক্তি (সেবাযোগ্যতা) |
| টেনসিল শক্তি | 450 এমপিএ | টেনসিল শক্তি (চূড়ান্ত নিরাপত্তা) |
| নকশা চাপ | 0.6 × 345 = 207 এমপিএ | সুরক্ষা ফ্যাক্টর সহ ফলন শক্তির উপর ভিত্তি করে. |
কেন ফলন শক্তি নিয়ন্ত্রণ: স্বাভাবিক পরিষেবা লোডের অধীনে মরীচিটি স্থায়ীভাবে ঝুলবে না. ফলন মিসলাইনমেন্ট এবং সেবাযোগ্যতার সমস্যা সৃষ্টি করবে.
উদাহরণ 2: প্রেসার ভেসেল
| প্যারামিটার | মান | ডিজাইনের মানদণ্ড |
| উপাদান | স্টেইনলেস স্টীল 316L | - |
| ফলন শক্তি | 205 এমপিএ | ফলন শক্তি (সেবাযোগ্যতা) |
| টেনসিল শক্তি | 485 এমপিএ | টেনসিল শক্তি (চূড়ান্ত নিরাপত্তা) |
| নকশা চাপ | 0.6 × 205 = 123 এমপিএ | ফলন শক্তি উপর ভিত্তি করে; বিস্ফোরিত চাপের জন্য প্রসার্য শক্তিতে একটি উচ্চ নিরাপত্তা ফ্যাক্টর প্রয়োগ করা হয়. |
কেন উভয় মেট্রিক গুরুত্বপূর্ণ: ফলন দেয়াল পাতলা এবং সম্ভাব্য ফেটে যেতে হবে.
জাহাজটি সাধারণ চাপে স্থিতিস্থাপক থাকার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে (ফলন শক্তি) এবং বিস্ফোরণ চাপ সহ্য করতে (টেনসিল শক্তি).
উদাহরণ 3: একটি জয়েন্টে বোল্ট
| প্যারামিটার | মান | ডিজাইনের মানদণ্ড |
| উপাদান | গ্রেড 8.8 ইস্পাত বল্টু | - |
| ফলন শক্তি | 640 এমপিএ | ফলন শক্তি (প্রিলোড) |
| টেনসিল শক্তি | 800 এমপিএ | টেনসিল শক্তি (ওভারলোড) |
| প্রিলোড | 0.7 × 640 = 448 এমপিএ | স্থায়ী বিকৃতি রোধ করতে ফলন শক্তির উপর ভিত্তি করে. |
কেন ফলন শক্তি নিয়ন্ত্রণ: বল্টু ফলন ছাড়াই প্রিলোড বজায় রাখতে হবে. ফলন ক্ল্যাম্পিং ফোর্স এবং জয়েন্ট ব্যর্থতার কারণ হবে.
উদাহরণ 4: কাচের জানালা
| প্যারামিটার | মান | ডিজাইনের মানদণ্ড |
| উপাদান | সোডা-চুনের গ্লাস | - |
| ফলন শক্তি | ফলন নেই (ভঙ্গুর) | - |
| টেনসিল শক্তি | 50-100 এমপিএ | টেনসিল শক্তি (শুধুমাত্র মানদণ্ড) |
| নকশা চাপ | 0.3 × 50 = 15 এমপিএ | একটি বড় নিরাপত্তা ফ্যাক্টর সহ প্রসার্য শক্তির উপর ভিত্তি করে. |
কেন প্রসার্য শক্তি নিয়ন্ত্রণ করে: কাচ ভঙ্গুর এবং ফলন হয় না. নকশাটি নিশ্চিত করতে হবে যে হঠাৎ ফ্র্যাকচার এড়াতে স্ট্রেস কখনই প্রসার্য শক্তির কাছে না আসে.
10. উপসংহার
ফলন শক্তি বা প্রসার্য শক্তি সর্বজনীনভাবে উপাদান ব্যর্থতা নির্ধারণ করে না - প্রতিটি একটি স্বতন্ত্র ব্যর্থতার মোডের সাথে মিলে যায়, এবং তাদের প্রাসঙ্গিকতা নির্দিষ্ট প্রয়োগের ব্যর্থতার সংজ্ঞার উপর নির্ভর করে.
ফলন শক্তি কার্যকরী ব্যর্থতার সীমানা চিহ্নিত করে: যে বিন্দুতে স্থায়ী বিকৃতি একটি উপাদানকে তার উদ্দিষ্ট উদ্দেশ্যে অনুপযুক্ত করে.
প্রসার্য শক্তি সর্বনাশা ব্যর্থতার সীমানা চিহ্নিত করে: যে বিন্দুতে উপাদানটি শারীরিকভাবে ভেঙে যায় এবং সমস্ত লোড-ভারবহন ক্ষমতা হারায়.
শব্দ উপাদান নির্বাচন উভয় মেট্রিক বোঝার প্রয়োজন, তাদের শারীরিক উত্স এবং তাদের ব্যবহারিক প্রভাব.
অপ্রত্যাশিত ওভারলোড থেকে বেঁচে থাকার জন্য পর্যাপ্ত প্রসার্য শক্তি মার্জিন ধরে রেখে সর্বোত্তম প্রকৌশলী উপাদানগুলিকে স্বাভাবিক অবস্থায় ফলনের নীচে ভালভাবে কাজ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে.
এই দুটি ব্যর্থতার মোডের মধ্যে পার্থক্য সনাক্ত করা - এবং সেই অনুযায়ী ডিজাইন করা - নির্ভরযোগ্য একটি মূল দক্ষতা, খরচ-কার্যকর মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং.
FAQS
শক্তি প্রসার্য শক্তি বেশী হতে পারে ফলন?
না. নমনীয় পদার্থের জন্য প্রসার্য শক্তির চেয়ে ফলন শক্তি সর্বদা কম.
ভঙ্গুর উপকরণ জন্য, দুটি প্রায় সমান (বা প্রসার্য শক্তি সামান্য বেশি). ফলন শক্তি প্রসার্য শক্তি অতিক্রম করা শারীরিকভাবে অসম্ভব.
কি 0.2% অফসেট পদ্ধতি?
দ্য 0.2% অফসেট পদ্ধতিটি এমন উপকরণগুলির জন্য ফলন শক্তি নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয় যেগুলির একটি স্পষ্ট ফলন বিন্দু নেই (যেমন, অ্যালুমিনিয়াম, তামা).
ইলাস্টিক ঢালের সমান্তরাল একটি রেখা টানা হয় 0.2% স্ট্রেন, এবং স্ট্রেস-স্ট্রেন বক্ররেখার সাথে ছেদ ফলন শক্তি দেয়.
ইঞ্জিনিয়ারিং স্ট্রেস এবং সত্যিকারের চাপের মধ্যে পার্থক্য কী?
ইঞ্জিনিয়ারিং স্ট্রেস মূল ক্রস-বিভাগীয় এলাকা ব্যবহার করে গণনা করা হয়.
তাত্ক্ষণিক ক্রস-বিভাগীয় এলাকা ব্যবহার করে সত্যিকারের চাপ গণনা করা হয় (যা নেকিংয়ের সময় কমে যায়). সত্যিকারের স্ট্রেস ইঞ্জিনিয়ারিং স্ট্রেসের চেয়ে বেশি, বিশেষ করে নেকিং শুরু হওয়ার পর.


