تنش و کرنش مکانیکی چیست؟
![تنش و کرنش](https://maktabino.com/wp-content/uploads/2023/07/blog2.jpg)
تنش و کرنش (Stress and Strain) دو مفهوم کلیدی در علم مکانیک مواد هستند که برای بررسی رفتار جسمها تحت اثر بارگذاری استفاده میشوند. تنش و کرنش به طور کلی مرتبط با رفتار مکانیکی جسمها تحت نیروهای خارجی هستند. وقتی یک جسم تحت نیرو قرار میگیرد، تغییرات شکل در جسم رخ میدهد که توسط کرنش نشان داده میشود. در عین حال، تنش به عنوان نتیجهای از نیروهایی که بر روی جسم اعمال میشوند، بررسی میشود.
در ادامه شما را به دیدن قسمتی از آموزش مفاهیم تنش و کرنش در پکیج آموزش سالیدورک دعوت می کنیم.
تنش (Stress)
تنش مکانیکی یک مفهوم مهم در علم مکانیک جامدات است که به وضعیت بارگذاری یا نیرویی که بر یک جسم اعمال میشود و اثر آن بر تغییر شکل و ساختار جسم اشاره دارد، اشاره میکند. تنش مکانیکی تحلیل میکند که چگونه نیروها در یک جسم توزیع میشوند و تأثیر آنها بر واکنش جسم به بارگذاری را بررسی میکند.
در مکانیک جامدات، تنش مکانیکی به دو صورت تعریف میشود: تنش کششی و تنش برشی. تنش کششی به عنوان نتیجهای از نیروهای عمودی به سطح یک جسم تعریف میشود که سعی در کشش یا فشردگی آن دارند. تنش برشی به عنوان نتیجهای از نیروهای موازی با سطح یک جسم تعریف میشود که سعی در انتقال یا تغییر شکل آن دارند.
تنش مکانیکی با استفاده از قانون هوک بیان میشود که بیانگر ارتباط خطی بین تنش و کرنش یا تغییر شکل است. این قانون میگوید که تنش مکانیکی برابر با نسبت نیرویی است که بر یک واحد مساحت اعمال میشود به تغییر شکل نسبی که در جسم به وجود میآید. این رابطه به شکل زیر نشان داده میشود:
تنش = نیرو / مساحت
جهت آموزش موشن استادی در سالیدورک وارد لینک مربوطه شوید.
واحد تنش مکانیکی پاسکال (Pascal) است که برابر با نیوتن بر متر مربع (N/m²) است. این واحد تنش کششی و تنش برشی را پوشش میدهد. کرنش به طور معمول بدون واحد بیان میشود زیرا ابعادی ندارد و تناسب بین تغییر ابعاد یا شکل جسم و ابعاد اولیه آن را نشان میدهد.
تنش مکانیکی میتواند در اثر بارگذاریهای استاتیکی یا دینامیکی به وجود آید. برای مثال، وزن یک جسم که به سطح آن اعمال میشود، تنش کششی را در سازهای ایجاد میکند. همچنین، وقوع زلزله، نیروهای برشی را در سازهها ایجاد میکند که به تنش برشی منجر میشود.
در کاربردهای عملی، مطالعه تنش مکانیکی در طراحی و ساخت سازهها و ماشینآلات بسیار مهم است. با داشتن دانش در مورد تنش مکانیکی، میتوانیم برای جلوگیری از شکست یا خرابی ناخواسته سازهها و قطعات مکانیکی، طراحی صحیحی را انجام دهیم و مواد مناسبی را انتخاب کنیم.
![تنش](https://maktabino.com/wp-content/uploads/2023/07/Capture.jpg)
انواع تنش
تنش کششی (Tensile Stress): وقتی نیروی بیرونی بر روی یک جسم به سمت جدا شدن قسمتهای آن کشیده میشود، تنش کششی رخ میدهد. در این حالت، تنش کششی برابر با نیرویی است که بر واحد مساحت جسم اعمال میشود و از طریق رابطه زیر محاسبه میشود:
تنش کششی = نیرو / مساحت
تنش برشی (Shear Stress): وقتی نیروهای موازی به سطح یک جسم عمل میکنند و به نحوی که ممان برشی ایجاد میشود، تنش برشی رخ میدهد. تنش برشی نشان دهنده نیرویی است که بر واحد مساحت سطح جسم عمل میکند و از طریق رابطه زیر محاسبه میشود:
تنش برشی = نیرو / مساحت
کرنش (Strain)
کرنش (Strain) به تغییر شکل نسبی یا تغییر ابعاد یک جسم تحت اثر نیروی خارجی اشاره دارد. در واقع، کرنش نشاندهنده میزان تغییر شکل یا تغییر اندازه جسم در پاسخ به تنش است. کرنش مکانیکی نیز به دو صورت کرنش کششی و کرنش برشی تعریف میشود.
کرنش کششی (Tensile Strain): وقتی یک جسم تحت تنش کششی قرار میگیرد، طول آن افزایش مییابد و کرنش کششی رخ میدهد. کرنش کششی بیانگر تغییر طول نسبی یک جسم به طول اصلی آن است و میتوان با استفاده از رابطه زیر محاسبه شود:
کرنش کششی = تغییر طول / طول اصلی
کرنش برشی (Shear Strain): وقتی یک جسم تحت تنش برشی قرار میگیرد، زاویههای بین بخشهای مختلف آن تغییر میکند و کرنش برشی رخ میدهد. کرنش برشی نشاندهنده تغییر زاویههای بین دو خط موازی در جسم است و میتوان با استفاده از رابطه زیر محاسبه شود:
کرنش برشی = تغییر زاویه / زاویه اصلی
![](https://maktabino.com/wp-content/uploads/2023/07/Capture2.jpg)
مطالب زیر را حتما مطالعه کنید
کاربرد هوش مصنوعی در مهندسی مکانیک
هیدرولیک چیست؟ | اجزا و انواع سیستم هیدرولیک
دیدگاهتان را بنویسید