ความเค้นและความเครียด

งานนำเสนอเรื่อง: "ความเค้นและความเครียด"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 ความเค้นและความเครียด

2 ความเค้น (Stress) ความเค้น คือ แรงภายนอกที่มากระทาผ่านจุดศูนย์ถ่วงของพื้นที่หน้าตัดของวัสดุนั้น หรือแรงภายนอกต่อหนึ่งหน่อยพื้นที่ใช้สัญลักษณ์ว่า (Sigma) เมื่อวัตถุอยู่ในสภาวะสมดุล แรงภายนอกที่มากระทาบนวัตถุจะต้องมีแรงภายในต้านขนาดรวมแล้วเท่ากับแรงภายนอกของวัตถุที่ถูกกระทำ หาได้จาก โดยที่ คือ ความเค้น มีหน่วยเป็น นิวตัวต่อตารางเมตร (N/m2) หรือ ปาสคาล (Pa) F คือ แรงภายนอกที่กระทากับวัตถุ มีหน่วยเป็น นิวตัน (N) A คือ พื้นที่หน้าตัดของท่อนวัตถุ มีหน่วยเป็น ตารางเมตร (m2)

3 ตัวอย่างที่ 1 ลวดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มิลลิเมตร นามาใช้แขวนวัตถุมวล 80 กิโลกรัม จงหาความเค้นดึงในเส้นลวด

4 ความเครียด (Strain)

5 คุณสมบัติที่สัมพันธ์กันระหว่างความเค้น/ความเครียด

6 คุณสมบัติที่สัมพันธ์กันระหว่างความเค้น/ความเครียด

7 เปอร์เซ็นต์การยืดตัว

8 ตัวอย่างที่ 2 แท่งโลหะยาว พิจารณาการยืดขยายตัวก่อนที่จะพัง โดยความยาวเดิมของแท่งโลหะ คือ 20 เซนติเมตร และถูกแรงยืดออกจนสามารถยืดตัวออกมาได้ 23.5 เซนติเมตร ก่อนที่จะขาดออกจากกัน ให้หาเปอร์เซ็นต์การยืดตัวของแท่งโลหะ

9 ความเค้นและความเครียดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
วัตถุทุกชนิดจะขยายตัวหรือหดตัวเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ โดยจะขยายตัวเมื่อมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น และจะหดตัวเมื่ออุณหภูมิลดลง ถ้าวัตถุขยายตัวหรือหดตัวได้อย่างอิสระก็จะไม่เกิดความเค้นขึ้น และถ้าวัตถุไม่อาจขยายตัว หรือหดตัวได้อย่างอิสระก็จะเกิดความเค้นขึ้นในวัตถุนั้น ซึ่งเรียกว่า ความเค้นที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ความเค้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหาได้จาก

10 ความเครียดเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหาได้จาก

11

12

13

14 ตัวอย่างที่ 3

15

16 ความต้านทานแรงดึงสูงสุด (Ultimate tensile strength)
ความต้านทานแรงดึงสูงสุด คือความแข็งแรงสูงสุดของวัสดุ พิจารณาจากความเค้นทางวิศวกรรม สูงสุดในแผนภาพความเค้นและความเครียดค่านี้ไม่ค่อยใช้มากในงานออกแบบทาง วิศวกรรมก่อสร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับพวกโลหะอ่อน (ductile alloy) เนื่องจากมีการการเปลี่ยนรูปอย่างถาวรขึ้น อย่างมากก่อนถึงค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุด แต่อย่างไรก็ตามค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดนี้ ยังสามารถบ่งชี้ได้ว่าโลหะนั้นมีความสมบูรณ์หรือไม่ถ้าโลหะนั้นไม่สมบูรณ์ เช่น มีรูพรุน (Porosity) จะทาให้ค่า strength ลดลง

17 เครื่องทดสอบแรงดึง แรงกด (Universal Testing Machine)