Strain

إجهاد: مقياس للتشوّه في المصطلحات الفنية

في عالم الهندسة وعلوم المواد، من الضروري فهم كيفية تصرف المواد تحت الضغط. أحد المفاهيم الأساسية في هذا المجال هو **الإجهاد**، الذي يحدد كمية **التشوّه** التي تخضع لها المادة عند تعرضها لقوة خارجية. ببساطة، يقيس الإجهاد مقدار تمدد أو ضغط أو تشوه المادة استجابةً للضغط المطبق.

فهم المعادلة:

أكثر الطرق شيوعًا للتعبير عن الإجهاد هي استخدام المعادلة التالية:

e = ΔL / L

حيث:

• e يمثل **الإجهاد** - وهو كمية بلا أبعاد، مما يعني أنه ليس له وحدات.
• ΔL هو **التغير في الطول** للمادة.
• L هو **الطول الأصلي** للمادة.

أنواع الإجهاد:

يمكن تصنيف الإجهاد بناءً على نوع التشوّه:

• إجهاد الشد: يحدث عندما يتم سحب أو شد مادة ما، مما يؤدي إلى زيادة في الطول.
• إجهاد الضغط: يحدث عندما يتم دفع أو ضغط مادة ما، مما يؤدي إلى نقص في الطول.
• إجهاد القص: يحدث عندما تخضع مادة ما لقوة موازية لسطحها، مما يجعلها تتشوه في حركة لولبية أو انزلاقية.

الإجهاد مقابل الضغط:

بينما يحدد الإجهاد التشوّه، فإن **الضغط** يصف القوى الداخلية داخل مادة ما التي تقاوم هذا التشوّه. فهما مترابطان:

• الضغط هو القوة المطبقة لكل وحدة مساحة.
• الإجهاد هو التشوّه الناتج.

تُعرف العلاقة بين الضغط والإجهاد باسم **قانون المادة التكويني**، ويمكن أن تختلف بشكل كبير اعتمادًا على خصائص المادة.

تطبيقات الإجهاد:

يُعد فهم الإجهاد أمرًا ضروريًا في العديد من التطبيقات:

• هندسة البناء: تُعد قياسات الإجهاد أمرًا بالغ الأهمية لتقييم سلامة واستقرار المباني والجسور والهياكل الأخرى.
• علوم المواد: يُستخدم الإجهاد لتحليل الخواص الميكانيكية للمواد، مثل مرونتها وقوتها.
• الميكانيكا الحيوية: يُستخدم الإجهاد لدراسة سلوك الأنسجة والأعضاء تحت أحمال وحركات مختلفة.
• التصنيع: تُستخدم قياسات الإجهاد لمراقبة ومراقبة جودة المنتجات أثناء عمليات التصنيع.

الاستنتاج:

يُعد الإجهاد مفهومًا أساسيًا في المجالات الفنية، حيث يوفر مقياسًا كميًا لكيفية تشوه المواد تحت الضغط. إن فهم الإجهاد يُمكن المهندسين والعلماء من التنبؤ بسلوك المواد، وتصميم هياكل آمنة، وتطوير مواد مبتكرة لتطبيقات متنوعة.