Kekuatan bahan

Bidang kekuatan bahan (juga dipanggil mekanik bahan) biasanya merujuk kepada pelbagai kaedah pengiraan tegasan dan terikan dalam anggota struktur, seperti rasuk, tiang dan aci. Kaedah yang digunakan untuk meramalkan tindak balas struktur di bawah beban dan kerentanannya kepada pelbagai mod kegagalan mengambil kira sifat bahan seperti kekuatan alah, kekuatan muktamad, modulus Young dan nisbah Poisson. Di samping itu, sifat makroskopik unsur mekanikal (sifat geometri) seperti panjang, lebar, ketebalan, kekangan sempadan dan perubahan mendadak dalam geometri seperti lubang dipertimbangkan.

Teori ini bermula dengan pertimbangan tingkah laku anggota satu dan dua dimensi struktur, yang keadaan tegasannya boleh dianggarkan sebagai dua dimensi, dan kemudiannya digeneralisasikan kepada tiga dimensi untuk membangunkan teori yang lebih lengkap tentang kelakuan elastik dan plastik bahan. Perintis pengasas penting dalam mekanik bahan ialah Stephen Timoshenko.

Definisi

Dalam mekanik bahan, kekuatan bahan ialah keupayaannya untuk menahan beban yang dikenakan tanpa kegagalan atau deformasi plastik. Bidang kekuatan bahan berkaitan dengan daya dan ubah bentuk yang terhasil daripada tindakannya ke atas bahan. Beban yang dikenakan pada anggota mekanikal akan mendorong daya dalaman dalam anggota yang dipanggil tegasan apabila daya tersebut dinyatakan berdasarkan unit. Tegasan yang bertindak ke atas bahan menyebabkan berubahnya bentuk bahan dalam pelbagai cara termasuk pemecahan penuh. Suatu ubah bentuk bahan dipanggil sebagai terikan apabila ubah bentuk tersebut juga diletakkan pada asas unit.

Tegasan dan terikan yang terbentuk dalam anggota mekanikal mesti dikira untuk menilai kapasiti beban anggota tersebut. Ini memerlukan penerangan lengkap tentang geometri anggota, kekangannya, beban yang dikenakan dan sifat-sifat bahan yang membentuk anggota itu. Beban yang dikenakan mungkin berpaksi (tegangan atau mampatan), atau berputar (ricih). Dengan penerangan lengkap tentang bebanan dan geometri, keadaan tegasan dan terikan pada mana-mana titik dalam anggota boleh dikira. Setelah keadaan tegasan dan terikan dalam anggota diketahui, kekuatan (kapasiti membawa beban) anggota itu, deformasi (kualiti kekakuan), dan kestabilannya (keupayaan untuk mengekalkan konfigurasi asalnya) boleh dikira.

Tegasan yang dikira kemudiannya boleh dibandingkan dengan beberapa ukuran kekuatan anggota seperti alah bahan atau kekuatan muktamad. Pesongan yang dikira bagi anggota boleh dibandingkan dengan kriteria pesongan yang berdasarkan penggunaan anggota. Beban lengkok yang dikira bagi anggota boleh dibandingkan dengan beban yang dikenakan. Kekakuan yang dikira dan taburan jisim anggota boleh digunakan untuk mengira tindak balas dinamik ahli dan kemudian dibandingkan dengan persekitaran sebenar di mana ia akan digunakan.

Kekuatan bahan merujuk kepada titik pada lengkung tegasan-terikan (tegasan alah) di mana bahan mengalami ubah bentuk yang tidak boleh diterbalikkan sepenuhnya apabila beban disingkirkan, dan akibatnya, anggota akan mengalami pesongan kekal. Kekuatan muktamad bahan merujuk kepada nilai maksimum tegasan yang dapat dicapai. Kekuatan patah ialah nilai tegasan ketika bahan patah (nilai tegasan terakhir direkodkan).

Pautan luar

• Media berkenaan Kekuatan bahan di Wikimedia Commons