સામગ્રીનું વર્તન સ્થિતિસ્થાપક મર્યાદાથી ઉપર

સ્થિર ભારણ હેઠળની ઘટનાઓ

તાણના પ્રભાવ હેઠળ પદાર્થનું વિકૃતિકરણ ખૂબ જ જટિલ ઘટના છે, તેથી તેને સમજવા માટે તેને વિવિધ દિશાઓમાં સરળ બનાવવું પડે છે. આ સરળિકરણોમાંથી એક એ ધારણા છે કે ભાર ધીમે ધીમે લાગુ કરવામાં આવે છે, જેમ કે ઉદાહરણ તરીકે તાણ અને દબાણના પરીક્ષણ સમયે નમૂનાઓ સાથે કરવામાં આવે છે.

જો ખેંચાણમાં ભારિત સ્ટીલ દંડને ધીમે ધીમે વધતા ભાર હેઠળ મૂકવામાં આવે અને તેની વિસ્તૃતિ ℇ માપવામાં આવે, તો આકૃતિમાં દર્શાવેલો ડાયાગ્રામ મળે છે.

_1= સમપ્રમાણ મર્યાદા _2 =લવચીકતાની સીમા 3 =પ્રવાહનની નીચલી મર્યાદા 3’= પ્રવાહનની ઉપરની સીમા

શરૂઆતમાં વિકૃતિ બહુ નાની હોય છે અને તાણના પ્રમાણમાં હોય છે, જેમ કે Hookeનો નિયમ માંગે છે. એક નિશ્ચિત તાણથી આગળ પ્રમાણિકતા બંધ થઈ જાય છે અને વિકૃતિ વધુ ઝડપથી વધે છે. આ પ્રમાણિકતા સીમાનું ચોક્કસ સ્થાન નક્કી કરવું મુશ્કેલ છે. માપન જેટલું વધુ ચોક્કસ હોય, તેટલી તે નીચી મળે છે. મોટા ભાગની સામગ્રી માટે તે δ=0 પર હોય છે, અને τότε Hookeનો નિયમ માત્ર _સ્થિતિસ્થાપક વર્તન_નું પ્રથમ અનુમાન, એટલે કે શરૂઆતના બિંદુની આસપાસ Taylor શ્રેણી ℇ=ℇ (δ)ના વિકાસનો પહેલો પદ દર્શાવે છે. જો દંડાને ભારમુક્ત કરવામાં આવે, તો જોવા મળે છે કે, જ્યારે તણાવ બહુ મોટો ન હતો, ત્યારે હૂકના નિયમ અનુસાર વિકૃતિ પણ અદૃશ્ય થઈ જાય છે. પરંતુ જ્યારે પ્રમાણાનુપાતની સીમા નજીક આવેલા કોઈ નિશ્ચિત તાણથી વધુ થઈ જાય છે, એટલે કે સ્થિતિસ્થાપક સીમા; ત્યારે કુલ વિકૃતિ સ્થિતિસ્થાપક (પાછી આવતી) અને અસ્થિતિસ્થાપક (સ્થાયી) ભાગથી બને છે. સ્થિતિસ્થાપક સીમા પણ ચોક્કસ રીતે નક્કી કરી શકાતી નથી; માપનની ચોકસાઈ જેટલી વધુ હોય, તેટલી તે નીચે સ્થિત હોય છે.

પરંતુ, કારણ કે તેનું મોટું તકનીકી મહત્વ છે, કારણ કે તે સામગ્રીની મજબૂતીના લગભગ તમામ ગણતરીઓમાં મહત્વની સીમા રજૂ કરે છે, અને સાથે સાથે ત્યાં જ પ્રથમ કાયમી નુકસાન થાય છે, તેથી નમૂનાઓના પરીક્ષણ માટે તેને કોઈ સ્વીકારેલી પરંપરા દ્વારા તીવ્રતાથી વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે; ઉદાહરણ તરીકે, 0,2% ની સીમા તરીકે તે તાણ દર્શાવવામાં આવે છે, જેમાં કાયમી વિસ્ફાર 0,2% સુધી પહોંચે છે.

લવચીકતા સીમા વટાવીને તરત જ વિકૃતિ ઝડપથી વધે છે અને તેને નંગી આંખે જોઈ શકાય છે; લગભગ સ્થિર તાણ પર દંડ સતત લંબાતો રહે છે. આ તાણને પ્રવાહ સીમા કહેવામાં આવે છે.

સામગ્રી પરીક્ષણ માટેની હાઇડ્રોલિક મશીનોમાં, યિલ્ડ શરૂ થયા પછી સામાન્ય રીતે દબાણમાં ઓછા-વધુ સ્પષ્ટ ઘટાડો પણ જોવામાં આવે છે, જેમ કે ગ્રાફમાં તૂટેલી વક્રરેખા દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યું છે; ત્યારે મહત્તમને ઉપરની યિલ્ડ સીમા કહેવામાં આવે છે, અને ત્યારબાદ આવતું સ્થિર યિલ્ડ દબાણ નીચલી યિલ્ડ સીમા કહેવાય છે.

જ્યારે નિશ્ચિત દ્રઢતામાં પહોંચવામાં આવે છે, જે લગભગ સંપૂર્ણપણે અલવચીક હોય છે, ત્યારે તણાવ ફરીથી વધવા લાગે છે; સામગ્રી કઠણ બને છે. આ લોડિંગ વિસ્તારમાં (અલવચીક) બાજુ સંકોચનને કારણે દંડના આડછેદ ક્ષેત્રમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે, અને તણાવ તથા વિકૃતિના આલેખનો આગળનો પ્રવાહ મુખ્યત્વે એ પર આધાર રાખે છે કે તણાવ ગણતી વખતે દંડ પર કાર્ય કરતી ખેંચાણ બળ P ને મૂળ આડછેદ Fo થી ભાગવામાં આવે છે કે તાત્કાલિક આડછેદ F થી. તકનિકી હેતુઓ માટે રસપ્રદ તણાવ P/F છે. આ તણાવ એક મહત્તમમાંથી પસાર થાય છે, જેને સામગ્રીની મજબૂતી કહેવામાં આવે છે; અને જ્યારે આ મહત્તમ પાર થાય છે, ત્યારે દંડ એક જગ્યાએ ખૂબ સંકોચાઈ જાય છે અને તૂટી જાય છે. „વાસ્તવિક તણાવ“ P/F તૂટણ સુધી વધે છે.

અન્ય ધાતુઓનું વર્તન અહીં વર્ણવેલા કરતાં અનેક રીતે અલગ પડે છે. પ્રવાહિતા ઘણીવાર સ્પષ્ટ જોવા મળતી નથી, અને કઠિનતા ઇલાસ્ટિક સીમા પાર થતાં જ તરત શરૂ થઈ જાય છે.

ભંગુર સામગ્રી (પથ્થર, કાચ, બેટોન)માં અનિલાસ્ટિક વિકૃતિઓ સામાન્ય રીતે નાની હોય છે અને નાની લંબાઈવૃદ્ધિ પર જ ભંગ થઈ જાય છે. સામગ્રી ભંગ સુધી જેટલી કુલ લંબાઈવૃદ્ધિ સહે છે તે તેની તાણક્ષમતા (ઉલટું: ભંગુરતા)નું માપ છે, અને સ્ટીલ માટે તે તકનીકી શરતોમાં ચોક્કસ રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે. જોકે, ભંગ પહેલાં તરત જ આગળની વિકૃતિ સંકુચિત કટાવના સ્થળની આસપાસ કેન્દ્રિત થઈ જાય છે, તેથી લંબાઈ માપ માટે દંડાનો મોટો કે નાનો ભાગ લેવામાં આવે તેના આધારે ભંગ સમયે લંબાઈવૃદ્ધિની અલગ કિંમત મળે છે; તેથી એકસ્પષ્ટ અને પરસ્પર તુલનાત્મક પરિણામો મેળવવા માટે પહેલેથી જ કોઈ નિશ્ચિત પરંપરા સ્વીકારવી પડે છે. ભંગ સમયે લંબાઈવૃદ્ધિ સામાન્ય રીતે આ રીતે માપવામાં આવે છે કે વ્યાસ d ધરાવતા ગોળ દંડા પર પ્રયોગ પહેલાં માપ લંબાઈ l = 10 d નિશ્ચિત કરવામાં આવે છે અને તેના લંબાવા ∆l પરથી ભંગ સમયે લંબાઈવૃદ્ધિ ℇSl= ∆1/1 ગણવામાં આવે છે.

જો ભિન્ન આડછેદવાળા દંડાઓની તપાસ કરવાની હોય, તો માપન લંબાઈ સમાન આડછેદ ક્ષેત્રફળ ધરાવતા વર્તુળાકાર નળાકાર દંડાના વ્યાસ અનુસાર નક્કી કરવામાં આવે છે.