منحنی تنش-کرنش

منحنی تنش-کرنش (به انگلیسی: Stress–strain curve) یکی از روش‌های نمایش گرافیکی ارتباط تنش با کرنش است که از بارگذاری اجسام با سرعت ثابت و اندازه‌گیری میزان تغییر شکل حاصل در آزمون کشش بدست می‌آید.^[1] شکل این منحنی به ترکیب،^[2][3] ریزساختار،^[4] دمای آزمون،^[5][6] سرعت بارگذاری،^[7][8] نحوهٔ بارگذاری،^[9] اندازهٔ نمونه^[10] و شکل نمونه^[11] وابسته است.

نمودار تنش-کرنش مهندسی (قرمز) و نمودار تنش-کرنش حقیقی (آبی) فولاد سازه‌ای
۱-استحکام نهایی
۲-استحکام تسلیم
۳-شکست
۴-ناحیهٔ کارسختی
۵-ناحیهٔ گلویی شدن

نمودار تنش-کرنش مهندسی

مقالهٔ اصلی: منحنی تنش-کرنش مهندسی

برای بدست‌آوردن نمودار تنش-کرنش مهندسی از داده‌های آزمون کشش تک‌محوره، نیروی اعمالی به نمونه بر سطح مقطع اولیه و نیز ازدیاد طول نمونه بر طول اولیهٔ آن تقسیم می‌شود.^[12] در موادی که تغییر شکل پلاستیک در بخش کوچکی از نمونه متمرکز شده و با گلویی‌شدن می‌شکنند، کرنش شکست به طولی از نمونه که تحت تنش قرار می‌گیرد وابسته‌است.^[13]

نمودار تنش-کرنش حقیقی

مقالهٔ اصلی: نمودار تنش-کرنش حقیقی

از آنجایی که در رسم منحنی تنش-کرنش مهندسی تنها ابعاد اولیهٔ نمونه برای محاسبه استفاده می‌شود، در موادی که تغییر شکل پلاستیک قابل توجهی داشته‌باشند و یا در موادی که تغییر شکل پلاستیک در بخش کوچکی از نمونه متمرکز می‌شود، نمودار تنش-کرنش مهندسی به‌طور مستقیم معیاری از رفتار مواد در تغییر شکل نیست. در مقابل برای رسم نمودار تنش حقیقی-کرنش حقیقی از ابعاد لحظه‌ای نمونه استفاده می‌شوند.^[14] کاهش سطح مقطع نمونه در هنگام کشش باعث کاهش تنش مهندسی/ظاهری نمونه در مقایسه با تنش حقیقی می‌شود؛ بنابراین معمولاً نمودار تنش-کرنش حقیقی بالای نمودار تنش-کرنش مهندسی قرار می‌گیرد.^[15]

پانویس

1. Cardarelli, Materials Handbook, 8.
2. Dieter, Mechanical Metallurgy, 276.
3. Moosbrugger, Atlas of Stress-Strain Curve, 1.
4. Dieter, Mechanical Metallurgy, 276.
5. Dowling, Mechanical Behavior of..., 140.
6. Moosbrugger, Atlas of Stress-Strain Curve, 1.
7. Dowling, Mechanical Behavior of..., 140.
8. Moosbrugger, Atlas of Stress-Strain Curve, 1.
9. Dieter, Mechanical Metallurgy, 276.
10. Moosbrugger, Atlas of Stress-Strain Curve, 1.
11. Moosbrugger, Atlas of Stress-Strain Curve, 1.
12. Dieter, Mechanical Metallurgy, 275.
13. Hertzberg, Deformation and Fracture..., 22.
14. Dieter, Mechanical Metallurgy, 72.
15. Moosbrugger, Atlas of Stress-Strain Curve, 2.

منابع

• Cardarelli, François (2008). Materials Handbook, A Concise Desktop Reference (به انگلیسی) (2nd ed.). London: Springer-Verlag. doi:10.1007/978-1-84628-669-8.
• Dieter, George E (1988). Mechanical Metallurgy (به انگلیسی). UK: McGraw-Hill.
• Dowling, Norman E (2013). Mechanical Behavior of Materials, Engineering Methods for Deformation, Fracture, and Fatigue (به انگلیسی) (4th ed.). Pearson Education Limited.
• Hertzberg, Richard W (1996). Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials (به انگلیسی) (4th ed.). USA: John Wiley and Sons, Inc.
• Moosbrugger, Charles (2002). Atlas of Stress-Strain Curve (به انگلیسی) (2nd ed.). USA: ASM International.