باز کردن منو اصلی

در فیزیک، علم مواد و مهندسی مکانیک به فرایند تغییر شکل‌های برگشت‌ناپذیر مواد جامد تحت اثر نیرو رفتارهای خمیری یا موم‌سانی یا پلاستیسیته گویند.[۱][۲] به عنوان مثال مو‌مسانی را به صورت تغییر شکل دائمی پدید آمده در یک قطعه از فلزی سخت که از طریق خم شدن و یا کوبیدن به شکل جدیدی در می‌آید، را نشان می‌دهند. در مهندسی تغییر رفتار ماده از حالت کشسان به موم‌سان را تسلیم می‌گویند.

بسیاری از مواد چکش‌خوار هنگامی که کشیده شوند، از خود خاصیت کشسانی نشان می‌دهند. بدین معنا که متناسب با افزایش بار، ماده کشیده می‌شود و اگر ماده رها شود، به شکل اولیه خود بازمی‌گردد. اما هنگامی که بار وارده از حد معینی (تنش تسلیم) بگذرد، آنگاه ماده با سرعت بیشتری تغییر شکل می‌دهد و بخشی از تغییر شکل نیز پس از برداشتن بار باقی می‌ماند. بدین بخش از تغییر شکل، تغییر شکل موم‌سان و یا تغییر شکل پلاستیک گفته می‌شود. تئوری پلاستیسیته  علمی است که به بررسی رفتار مواد، در کرنش‌هایی که از قانون هوک تبعیت نمی‌کنند، می‌پردازد.برخی از جوانب تغییر شکل پلاستیک، فرمول‌بندی ریاضی آن را مشکل‌تر از تغییر شکل الاستیک مواد می‌نماید. مثلاً تغییر شکل الاستیک یک تابع حالت است ولی تغییر شکل پلاستیک تابع مسیر. مواد مختلف بر اساس نمودار تنش-کرنشی که بر اثر بارگذاری دوره ای دارند به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند . از جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد: الاستیک خطی ، الاستیک غیرخطی، پلاستیک، ویسکوالاستیک، ویسکوپلاستیک، الاستیک با رفتار پلاستیک ایده آل، الاستیک سخت شونده بر اثر کرنش، الاستیک صلب با رفتار پلاستیک ایده آل ، الاستیک صلب سخت شونده بر اثر کرنش .[۳]

قانون هوک بیان می کند که نیروی اعمال شده به یک ماده با مقدار کشیده شدن آن، متناسب است . یعنی مثلاَ اگر نیروی کشش وارد بر یک فنر را دو یا سه برابر کنید ، دو یا سه برابر بیشتر کشیده خواهد شد . اما این قانون پس از رسیدن به حد کشسانی ماده ، دیگر برقرار نیست. ثابت تناسب رابطه بین نیروی کشسانی و مقدار کشش ماده، ثابت کشسانی گفته می شود.

تغییر شکل موم‌سان در بیشتر مواد، به ویژه در فلزات، خاک، سنگ‌ها، بتن، کف، استخوان و پوست دیده می شود.[۴][۵][۶][۷][۸][۹] با این حال، مکانیزم‌های فیزیکی که باعث تغییر شکل پلاستیک می شوند، می توانند به طور بسیار متفاوت باشند. در مقیاس بلوری، موم‌سانی در فلزات معمولا نتیجه نابجایی است. چنین نقایصی در اغلب مواد بلورین نسبتا نادر است، اما در بعضی و بخشی‌هایی از ساختار بلوری متعدد هستند؛ در چنین مواردی ممکن است بلور پلاستیکی ایجاد شود.

پدیده موم‌سانیویرایش

 
نمودار تنش−کرنش

هنگامی که بسیاری از مواد چکش‌خوار کشیده شوند از خود خاصیت کشسانی نشان می‌دهند. بدین معنا که متناسب با افزایش بار ماده کشیده می‌شود و اگر ماده رها شود، به شکل اولیه خود بازمی‌گردد. اما هنگامی که بار وارده از حد معینی (تنش تسلیم) گذشت، آنگاه ماده با سرعت بیشتری تغییر شکل می‌دهد و بخشی از تغییر شکل نیز پس از برداشتن بار باقی می‌ماند. بدین بخش از تغییر شکل، تغییر شکل موم‌سان یا تغییر شکل پلاستیک گفته می‌شود. این پدیده در شکل زیر نمایش داده شده است.

ابر موم سانیویرایش

بر مومسانی توانايی مواد پلی کريستالی، جهت ازدياد طول بسیار زياد تا قبل از شکست در دماهای بالا می باشد(T>0.5Tm). علاقه مندی به تغییر شکل ابر مومسان، به علت مشاهده اين پديده در بسیاری از مواد که تغییر شکل آنها بوسیله روش های معمولی شکل دادن مشکل می باشد، افزايش يافته است. ويژگی تغییر شکل ابرمومسانی ازدياد طول های بیشتر از 200% می باشد که به وسیله آن تولید قطعات پیچیده ای مانند اتصالالت لوله ها و شیرها با استفاده از هزينه کم، ممکن می شود. در مواد ابرمومسان، ازدياد طول، به تنش سیلان و به مقدار زياد به اندازه دانه وابسته است، بطوری که هرچه دانه های اولیه ريزتر باشند ، ازدياد طول بیشتر است. در نتیجه جهت ريز کردن دانه های اين مواد استفاده از فرآيندهای ترمومکانیکی بهترين روش می باشد. در همین راستا گیبسون و میهارا از فرآيندهای ترمومکانیکی جهت ريز کردن ساختار فولادهای زنگ نزن دو فازی استفاده کرده و به اندازه دانه های یک الی دو میکرومتر دست يافتند. معمولا در حین فرآيند ابر مومسانی،حفره دار شدن نیز مشاهده می شود که اين امر به دلیل ايجاد تمرکز تنش در نقاط سه گانه و لبه های مرز دانه ها، و ناشی از سر خوردن اين مرزها و آزاد نشدن اين تنش ها بطور کامل می باشد، که منجر به تشکیل، رشد و به هم پیوستن حفره ها شده و هنگامی که نمونه تحت کشش قرار می گیرد به دلیل بوجود آمدن اين حفره ها می شکند.[۱۰]

پلاستیسیته خاکویرایش

از مفاهیم بسیار مهم ،خاصیت پلاستیسیته خاک است.خاصیت پلاستیسیته خاک به دلیل وجود دانه های رسی در مجموعه خاک می باشد. میزان خاصیت وابسته به مقدار رس در مجموعه و همچنین نوع آن (کائولن ،بتونیت،ایلیت،مونت موریلونیت و غیره ) است.اصل مطلب مربوط می شود به اینکه، خاک پلاستیک می تواند مقداری آب را جذب نموده و حالت خمیری و شکل پذیر به خود بگیرد. دامنه حالت خمیری بستگی به ساختمان خاک رس دارد.توده خاکی که خاصیت پلاستیک دارد، چنانچه خشک باشد، سفت و شکننده است با جذب آب و افزایش آن به حدی می رسد که حالت خمیری به خود میگیرد و تا حدی هم می تواند آب را به خود بگیرد و همچنان حالت خمیری داشته باشد.

 
خاک در حالت چسبنده و خمیری

ولی از حدی که افزایش آب گذشت ،خاک چسبنده و خمیری حالت روانی به خود می گیرد و دیگر خمیر نخواهد بود.دامنه ای از درصد رطوبت که خاک در آن ،حالت خمیری خود را دارد، دامنه خمیری خاک گفته می شود.حد روانی ،حد خمیری،دامنه خمیری به صورت درصد رطوبت بیان می شوند.[۱]

یک نمونه رس یا یک بدنه در شرایط کار پذیری معمولی، پلاستیک تر از همان رس یا بدنه در حالت خیلی صلب یا خیلی نرم است. لیکن هنگامی که گفته می شود یک بدنه، پلاستیک تر از دیگری است، منظور هنگامی است که هر یک از بدنه ها دارای اپتیم رطوبت مخصوص به خود باشد.در چنین حالتی ما با پلاستیسیته ذاتی بدنه سر و کار داریم که به آن پلاستیسیته بالقوه نیز گفته می شود.به ویژه این ابهام در معنی پلاستیسیته هنگامی مهم است که با اندازه گیری های عدد پلاستیسیته روبرو هستیم. در چنین مواردی همواره مهم است که در نظر داشت آیا این عدد به درصد رطوبت بستگی دارد یا نه، و اگر بستگی ندارد چگونه وابستگی رطوبت حذف شده است.

جستارهای وابستهویرایش

منابعویرایش

  1. Jacob.، Lubliner, (۲۰۰۸). Plasticity theory (ویراست Dover ed). Mineola, N.Y.: Dover Publications. OCLC 841504921. شابک ۹۷۸۰۴۸۶۳۱۸۲۰۲.
  2. 1959-، Bigoni, Davide, (۲۰۱۲). Nonlinear Solid Mechanics : Bifurcation Theory and Material Instability. Cambridge: Cambridge University Press. OCLC 804664908. شابک ۹۷۸۱۱۳۹۵۲۸۸۱۸.
  3. «پلاستیسته ی فلزات و آلیاژها (V. V. PUSTOVALOV)». ایران مواد | مهندسی مواد و متالورژی | جوشکاری | سرامیک. ۱۳۹۵-۰۱-۱۰T10:43:39+04:30. دریافت‌شده در 2019-06-25. تاریخ وارد شده در |تاریخ= را بررسی کنید (کمک)
  4. Turteltaub, S. (2002-08-01). "Inelastic analysis of structures, Milan Jirásek and Zdeněk P. Bažant, John Wiley & Sons, 2002, ISBN 0-471-98716-6, 758 Pages". Structural and Multidisciplinary Optimization. 24 (1): 87–88. doi:10.1007/s00158-002-0217-z. ISSN 1615-147X.
  5. CHEN، W.F. (۱۹۷۵). Preface. Elsevier. صص. IX–X. شابک ۹۷۸۰۴۴۴۴۱۲۴۹۲.
  6. "Generalized Plasticity". 2006. doi:10.1007/3-540-30433-9.
  7. W.-F.، Chen, (۲۰۰۷). Plasticity in reinforced concrete. J. Ross Publishing. OCLC 482060159. شابک ۹۷۸۱۹۳۲۱۵۹۷۴۵.
  8. "Skeletal Injury in the Child". 2000. doi:10.1007/b97655.
  9. Leveque, Jean Luc (2004-05). "Professor Pierre Agache". Skin Research and Technology. 10 (2): 71–72. doi:10.1111/j.1600-0846.2004.00073.x. ISSN 0909-752X. Check date values in: |date= (help)
  10. مهدي, دشتي; امين, كلاهدوز (1392-01-01). "ابرمومساني فولادهاي زنگ نزن دو فازي γ/α". 6 (118): 37–46. Check date values in: |date= (help)