انفعال (علم المواد)

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

الانفعال (بالإنجليزية: Strain) أو التشوه (بالإنجليزية: Deformation) هو تشوه المواد نتيجة فعل الإجهاد.

قد يسمى أيضا إجهاد أو إزاحة إلا أن تلك المطلحات تطلق غالبا على مفاهيم منفصلة .

يتم حساب الانفعال أولا بافتراض تغير بين حالتين للجسم: الحالة البدائية والحالة النهائية. ويعبر الانفعال كقيمة عددية عن الفرق في موضع نقطتين في هاتين الحالتين. فالانفعال يعبر بحد ذاته عن التغير في الحجم والشكل.

إذا كان الانغعال متساوياً على كامل أجزاء الجسم، يقال عنه أنه انفعال متجانس، وإلا يقال عنه انفعال غير متجانس. وفي الحالة العامة، يكون للانفعال تنسور متناظر.

يمكن تصنيف أنواع الانفعال الحاصلة إلى:

  1. انفعال مرن : وفيه يعود الجسم إلى وضعه الأصلي بزوال الإجهاد المطبق عليه.
  2. الانفعال اللدن : حيث يحتفظ الجسم بالشكل الجديد.
  3. الانفعال اللزج.

قياس الانفعال[عدل]

يمكن قياس الانفعال بحساب تغير الطول الخطي أو تغير الزاوية بين خطين. يطلق على التغير في طول الخط اسم الاستطالة، أو الانفعال المطلق، ويمكن أن يكتب بالشكل \delta \ell. بينما يعطي الانفعال النسبي \epsilon بالمعادلة التالية:

\varepsilon = \frac {\delta \ell}{\ell_o} = \frac {\ell - \ell_o}{\ell_o}

حيث:

\varepsilon الانفعال في الاتجاه المقاس.
\ell_o الطول الأصلي للمادة.
\ell الطول الحالي للمادة.

تكون الاستطالة (\delta \ell) موجبة إذا اكتسبت المادة طول (بالشد)، وتكون سالبة إذا نقص الطول بالانضغاط. ولأن \ell_o موجب دائمًا، فإن إشارة الانفعال موافقة دائمًا لإشارة الاستطالة.

الانفعال هو كمية لا بعدية. فلا يوجد وحدة للانفعال وهذا واضح من اختزال الوحدات في علاقة الانفعال. وبكل حال قد تكتب وحدة للانفعال مثل متر/متر فقط للدلالة على أن العدد يدل على تغير في الطول.

الانفعال المحوري الخطي في نقطة واحدة[عدل]

هو الانفعال بحيث تسعى المسافة \ell بين النقطتين إلى الصفر:

 \varepsilon  = \mathop {\lim_{\ell \to 0}} \frac {{\delta} {\ell} } {\ell}

حيث:

\varepsilon الانفعال في الاتجاه المقاس
{{\delta} {\ell} } الفرق في الطول \ell.
\ell الطول الحالي للمادة الذي يسعى للصفر.

وهكذا يعرّف الانفعال الخطي بالتغير في المسافة في جوار النقطة المختارة.

اقرأ أيضًا[عدل]