منحنی تنش-کرنش الاستو پلاستیک

منحنی تنش-کرنش الاستو پلاستیک:

در شکل زیر، منحنی تنش-کرنش ایده آل برای یک نوع فولاد سازه ای نمایش داده شده است. همان گونه که مشاهده می شود، این فولاد در ابتدا به صورت الاستیک خطی رفتار می کند.

پس از شروع تسلیم پلاستیک و در محدوده ای با تنش تقریباً ثابت، میزان کرنش افزایش می یابد. این تنش با عنوان «تنش تسلیم» (Yield Stress) شناخته می شود (σY). کرنش ایجاد شده در شروع تسلیم، «کرنش تسلیم» (Yield Strain) نام دارد (εY).

در هنگام اعمال بار کششی بر روی یک میله منشوری از جنس ماده الاستو پلاستیک، شکل منحنی بار-جابه جایی شبیه به منحنی تنش-کرنش می شود (شکل زیر). در ابتدای این منحنی، طول میله به صورت الاستیک خطی و طبق قانون هوک تغییر می کند.

از این رو، تغییرات طول در ناحیه مذکور از طریق رابطه δ=PL/EA به دست می آید. هنگامی که ماده به تنش تسلیم می رسد، طول میله بیشتر می شود؛ بدون اینکه افزایشی در میزان بار رخ دهد. در این شرایط، تغییر طول میله هیچ مقدار مشخصی ندارد.

میزان بار در لحظه شروع تسلیم، «بار تسلیم» (Yield Load) و تغییر طول حاصل از آن، «جابه جایی تسلیم» (Yield Displacement) نام دارد.

توجه داشته باشید که بار تسلیم (PY) برای یک میله منشوری برابر با σYA و جابه جایی تسلیم (δY) برای این میله برابر با σYL/E یا PYL/EA است. این روابط در شرایط بارگذاری فشاری نیز قابل استفاده هستند.

در یک سازه معین استاتیکی که عضوهای آن تحت بارهای محوری قرار دارند، رفتار کلی سازه از الگویی مشابه با منحنی بالا تبعیت می کند.

رفتار این نوع سازه تا پیش از رخ دادن تسلیم در یکی از عضوها، به صورت الاستیک خطی است.

با رخ دادن تسلیم در یک عضو، طول آن بدون تغییر در میزان بار محوری افزایش می یابد. به این ترتیب، کل سازه در معرض تسلیم قرار می گیرد و شکل منحنی بار-جابه جایی آن شبیه به منحنی یک میله می شود.