MATUKIO WAKATI WA MZIGO TULI

Ulemavu wa nyenzo chini ya athari ya msongo ni jambo tata sana, hivyo lazima urahisishwe kwa njia mbalimbali ili uweze kueleweka. Moja ya urahisishaji huu ni dhana kwamba mizigo huwekwa taratibu, kama inavyofanywa, kwa mfano, na vielelezo wakati wa majaribio ya kuvuta na kubana.

Ikiwa fimbo ya chuma inayobeba mvutano inakabiliwa na mzigo unaoongezeka taratibu na kurekodiwa urefushaji wake ℇ, hupatikana mchoro unaoonyeshwa kwenye picha.

Mchoro wa mkazo na mgeuko wa fimbo ya chuma wakati wa kuvutwa taratibu

_1= Kikomo cha uwiano _2 =Kikomo cha unyumbufu 3 =Kikomo cha chini cha mtiririko 3’= Kikomo cha juu cha mnyoosho

Mwanzoni urefu wa mgeuko ni mdogo sana na una uwiano na mkazo, kama inavyohitajika na sheria ya Hooke. Kuanzia mkazo fulani, uwiano unaisha na urefu wa mgeuko huongezeka kwa kasi zaidi. Nafasi sahihi ya mpaka huu wa uwiano ni vigumu kubainisha. Kadiri kipimo kinavyokuwa sahihi zaidi, ndivyo kinavyopatikana kuwa cha chini zaidi. Kwa nyenzo nyingi huwa kwenye δ=0, na sheria ya Hooke wakati huo huwakilisha tu makadirio ya kwanza ya tabia ya elastic, kiungo cha kwanza cha ukuaji katika mfululizo wa Taylor wa kazi ℇ=ℇ (δ) karibu na asili ya kuratibu. Ikiwa fimbo italegezwa, huonekana kwamba, msongo usipokuwa mkubwa sana, ulemavu pia hupotea kwa mujibu wa sheria ya Hooke. Lakini hili pia hubadilika ikiwa mkazo fulani unaokaribia kikomo cha uwiano, kinachoitwa kikomo cha elastiki, unazidiwa; hapo deformesheni ya jumla huundwa na sehemu ya elastiki (inayorejea) na sehemu isiyo ya elastiki (ya kudumu). Hata kikomo cha elastiki hakiwezi kubainishwa kwa usahihi, kinakaa chini zaidi kadiri usahihi wa vipimo unavyoongezeka.

Hata hivyo, kwa kuwa una umuhimu mkubwa wa kiufundi, kwa sababu huwakilisha mpaka wa umuhimu katika karibu hesabu zote za uimara wa vifaa, na wakati huo huo pia mpaka ambamo uharibifu wa kwanza wa kudumu hutokea, kwa ajili ya kupima sampuli hufafanuliwa kwa ukali kwa kanuni iliyokubaliwa, hivyo, kwa mfano, kama mpaka wa 0,2% huashiria mkazo huo ambao urefu wa kudumu hufikia 0,2%.

Mara tu baada ya kuvuka kikomo cha unyumbufu, mabadiliko ya umbo huongezeka ghafla na yanaweza kuonekana kwa macho; chini ya mkazo karibu usiobadilika, fimbo huendelea kurefuka bila kukoma. Mkazo huu huitwa kikomo cha kuingia katika mtiririko.

Katika mashine za majimaji za kupima vifaa, pia inaweza kuonekana baada ya mwanzo wa mtiririko kushuka kwa mkazo kwa kiasi kikubwa au kidogo, kama inavyoonyeshwa kwenye grafu kwa mstari uliokatika; hapo kiwango cha juu huitwa kikomo cha juu cha mtiririko, na mkazo thabiti wa mtiririko unaofuata huitwa kikomo cha chini cha mtiririko.

Baada ya kufikiwa kwa mabadiliko fulani ya urefu, ambayo ni karibu kabisa yasiyo na unyumbufu, mkazo huanza tena kuongezeka, nyenzo huimarika. Katika eneo hili la mzigo hutokea kupungua kunakoonekana kwa sehemu mtambuka ya fimbo kutokana na mkazo wa pembeni (usio na unyumbufu), na mwenendo zaidi wa mchoro wa mikazo na mabadiliko ya umbo hutegemea hasa ikiwa katika kukokotoa mkazo nguvu ya mvutano P inayotenda kwenye fimbo inagawanywa kwa sehemu ya awali Fo au sehemu ya sasa F. Kwa madhumuni ya kiufundi, mkazo P/F ndio unaovutia. Mkazo huu hupitia kiwango cha juu zaidi, kinachoitwa nguvu ya nyenzo, na kiwango hicho kikishapita, fimbo hupungua sana upana katika sehemu moja na hukatika. “Mkazo halisi” P/F huongezeka hadi kuvunjika.

Ponašanje drugih metala u mnogome odstupa od ovde opisanog. Tečenje često nije izraženo, a očvršćavanje počinje neposredno posle prekoračenja granice elastičnosti.

Kwa nyenzo brittle (jiwe, kioo, zege) mabadiliko yasiyo elastiki kwa ujumla ni madogo na hata kwa urefushaji mdogo hutokea kuvunjika. Urefushaji wa jumla ambao nyenzo hupitia hadi kuvunjika ni kipimo cha uwezo wa kunyooka (kinyume chake: brittleness) wa nyenzo, na kwa chuma huwekwa kwa usahihi katika masharti ya kiufundi. Hata hivyo, kwa kuwa mara moja kabla ya kuvunjika, uharibifu zaidi huzingatia eneo la sehemu iliyobanwa, hupatikana thamani tofauti ya urefushaji wakati wa kuvunjika, kutegemea ikiwa kwa urefu wa kipimo sehemu kubwa au ndogo ya fimbo inachukuliwa, hivyo ili kupata matokeo yasiyo na utata na yanayolinganishwa kwa pamoja, lazima mapema ukubaliwe utaratibu fulani maalum. Urefushaji wakati wa kuvunjika kwa kawaida hupimwa kwa kuweka kwenye fimbo ya duara yenye kipenyo d kabla ya jaribio urefu wa kipimo l = 10 d na kutoka katika kurefuka kwake ∆l huhesabiwa urefushaji wakati wa kuvunjika ℇSl= ∆1/1.

Iwapo ni lazima vijiti vya sehemu tofauti vitahakikishwa, urefu wa kipimo huamuliwa kulingana na kipenyo cha kijiti cha silinda duara ambacho kina eneo sawa la sehemu ya msalaba.