سفتی: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
FreshmanBot (بحث | مشارکت‌ها) جز اصلاح فاصله مجازی + اصلاح نویسه با ویرایشگر خودکار فارسی |
ویرایش به‌وسیلهٔ ابرابزار: |
||
خط ۱:
[[پرونده:Beam bending.svg|بندانگشتی]]
'''سختی''' ([
== تفاوت سختی یک ماده با سختی یک جسم ==
'''Hardness''' به معنای سختی '''شیمیایی''' یک
اما '''stiffness''' به معنای سختی '''فیزیکی''' است و در مورد یک ماده به کار
▲'''Hardness''' به معنای سختی '''شیمیایی''' یک [[ماده (فیزیک)|ماده]] است و عاملی [[شیمیایی]] می‌باشد که ناشی از ترکیب بندی و فرمول شیمایی ماده و از خواص و ذات یک [[ماده (فیزیک)|ماده]] می‌باشد .
▲اما '''stiffness''' به معنای سختی '''فیزیکی''' است و در مورد یک ماده به کار نمیرود و مربوط به یک '''جسم''' یا [[المان]] یا '''ماژول''' است. و با شکل [[سطح مقطع]] و طول جسم و دیگر پارامترهای فیزیکی و همچنین [[مدول الاستیسیته]] در ارتباط است.(برای دیدن سختی یک ماده، صفحه [[سختی]] را ببینید)
== تعریف سختی یک جسم ==
تعریف سختی، عبارتست از میزان [[صلبیت]] یا مقاومت یک جسم در مقابل [[نیرو|نیروی]]
▲تعریف سختی، عبارتست از میزان [[صلبیت]] یا مقاومت یک جسم در مقابل [[نیرو|نیروی]] که می‌تواند فشاری، کششی، خمشی، برشی یا پیچشی باشد.
تعریف دیگر سختی، عبارتست از میزان انرژی ذخیره شده در یک جسم بر اثر نیروی وارده بر آن
ساده‌ترین و مفهومی‌ترین مثال برای سختی، میزان مقاوت یک فنر است هنگامی که سعی
سختی یک جسم به عوامل بسیاری بستگی دارد که چند نمونه از آن‌ها عبارتند از: اندازه و شکل [[سطح مقطع]] جسم و [[مصالح]] جسم و دمای جسم و طول جسم
یک جسم در فضای سه بعدی دارای سی و شش سختی است. یک سختی برای تغییر شکل طولی در هر شش وجه (در مجموع شش سختی طولی)
به ماتریسی که سختی یک جسم را بیان می‌کند، [[تنسور]] سختی
محاسبهٔ سختی‌های پیچشی و خمشی
== سختی در مهندسی سازه ==
سازه‌های مهندسی باید به نحو ایمنی بتوانند در مقابل بارهای وارده مقاومت نمایند. در کنار معیار
== انواع سختی هابر اساس شکل بارگذاری ==▼
▲سازه‌های مهندسی باید به نحو ایمنی بتوانند در مقابل بارهای وارده مقاومت نمایند. در کنار معیار مقاومت, سازه باید سختی جانبی کافی داشته باشد تا تغییر شکل‌های بیشتر از حد مجاز در آن ایجاد نگردد. مقاومت و سختی یک سازه بستگی به آرایش هندسی اعضاء، مشخصات هندسی مقطع اعضاءومصالح بکار رفته دارد. روش محاسبه سختی نیز بدین صورت است که اگر برای تحلیل سازه، تغییرمکان‌های سازگار شامل انتقال‌ها ودوران‌ها به عنوان مجهول انتخابشوندو سپس شرایط تعادل نیروها در گره‌های سازه اعمال گردد; معادلاتی بدست خواهند آمد که مجهولات آنهاتغییر مکان‌هاوضرائبآنهاضرائب سختی ساختمان می‌باشد .
▲==انواع سختی هابر اساس شکل بارگذاری ==
▲1- سختی محوري:سختی محوري ميله اي به طول L وسطح مقطع A ومدول يانگ E
باید دانست که سختی برای اعضای با رفتار ترد و نرم به صورت جداگانه محاسبه می‌گردد، در بررسی سختی اعضای ترد، در محدوده ارتجاعی با توجه به روابط الاستیسیته سختی عضو قابل محاسبه می‌باشد. برای اعضای نرم می‌بایست از منحنی رفتار غیرارتجاعی و روابط پلاستیسیته برای محاسبه سختی استفاده نمود، برای سختی خمشی از رابطه غیرخطی لنگر-انحناء، برای سختی برشی از رابطه غیر خطی برش-تغییرمکان برشی، برای سختی محوری از رابطه نیروی محوری-تغییرطول محوری، و برای اندرکنش نیروی محوری و لنگر خمشی نیز از رابطه تقابلی تیر و تیر-ستون‌ها استفاده می‌گردد. با توجه به موارد فوق ملاحظه می‌شود که بحث سختی و مقاومت رابطه مستقیم با رفتار نرم یا ترد المان دارد و برای هر کدام نیز تعریفی ویژه ارائه شده‌است. درصورتیکه بحث مقاومت و سختی در کل سازه مطرح شود (ترکیبی از المان‌های خمشی - برشی - محوری و اندرکنشی) تعاریف سختی و مقاومت در دو حالت رفتار ارتجاعی و رفتار غیر ارتجاعی می‌بایست در نظر گرفته شود، در این حالت: سختی: حداکثر تغییر مکانی که یک نقطه مشخصی از سازه (نقطه کنترل - مرکز جرم بام) تحت اثر نیروهای جانبی وارده در حالت ارتجاعی یا غیر ارتجاعی می‌دهد. مقاومت: حداکثر نیروی برشی که سازه موردنظر در حالت ارتجاعی یا غیر ارتجاعی می‌تواند تحمل
▲2- سختی خمشي : اين سختی تنها تغيير مكانهاي ناشي از خمش را در نظر ميگيرد
▲3- سختی برشي:اين سختی شامل تغييرمكانهاي ناشي از برش مي باشد. اين سختی براي سازه هاي با تغيير شكل برشي قابل ملاحظه مانند ديوار برشي
▲4- سختی پیچشی : این سختی برای المانهایی که احتمال پیچش دارند محاسبه می‌شود. میزان مقاومت یک جسم در برابر پیچش محوری، سختی پیچشی نام دارد. یکی از مهم‌ترین اعضای پیچشی، محورهای انتقال نیرو در خودروها و دستگاه‌های صنعتی همانند [[میل‌لنگ|میلنگ]] است.
▲== انواع سختی ها بر اساس جنس مواد و دامنه بارگذاری ==
▲باید دانست که سختی برای اعضای با رفتار ترد و نرم به صورت جداگانه محاسبه می‌گردد، در بررسی سختی اعضای ترد، در محدوده ارتجاعی با توجه به روابط الاستیسیته سختی عضو قابل محاسبه می‌باشد. برای اعضای نرم می‌بایست از منحنی رفتار غیرارتجاعی و روابط پلاستیسیته برای محاسبه سختی استفاده نمود، برای سختی خمشی از رابطه غیرخطی لنگر-انحناء، برای سختی برشی از رابطه غیر خطی برش-تغییرمکان برشی، برای سختی محوری از رابطه نیروی محوری-تغییرطول محوری، و برای اندرکنش نیروی محوری و لنگر خمشی نیز از رابطه تقابلی تیر و تیر-ستون‌ها استفاده می‌گردد. با توجه به موارد فوق ملاحظه می‌شود که بحث سختی و مقاومت رابطه مستقیم با رفتار نرم یا ترد المان دارد و برای هر کدام نیز تعریفی ویژه ارائه شده‌است. درصورتیکه بحث مقاومت و سختی در کل سازه مطرح شود (ترکیبی از المان‌های خمشی - برشی - محوری و اندرکنشی) تعاریف سختی و مقاومت در دو حالت رفتار ارتجاعی و رفتار غیر ارتجاعی می‌بایست در نظر گرفته شود، در این حالت: سختی: حداکثر تغییر مکانی که یک نقطه مشخصی از سازه (نقطه کنترل - مرکز جرم بام) تحت اثر نیروهای جانبی وارده در حالت ارتجاعی یا غیر ارتجاعی می‌دهد. مقاومت: حداکثر نیروی برشی که سازه موردنظر در حالت ارتجاعی یا غیر ارتجاعی می‌تواند تحمل نماید. بنابراین ملاحظه می‌شود که سختی ارتجاعی و غیرارتجاعی یک سازه را همانند اعضای تشکیل دهنده آن می‌بایست به صورت کاملاً مجزا بررسی نمود، و این دو تعاریفی کاملاً مجزا از همدیگر دارند که به آن‌ها اشاره گردید.
== محاسبه ==
| |||