Cylinder stress
இயக்கவியலில், ஒரு உருளை அழுத்தம் என்பது சுழற்சி சமச்சீர் கொண்ட ஒரு அழுத்த விநியோகம் ஆகும்; அதாவது, அழுத்தப்பட்ட பொருள் சில நிலையான அச்சில் சுழற்றப்பட்டால் இது மாறாமல் இருக்கும். சிலிண்டர் அழுத்த வடிவங்களில் பின்வருவன அடங்கும்ஃ சுற்றளவு அழுத்தம், அல்லது வளைய அழுத்தம், தொடுகோடு (அஜீமுத்) திசையில் ஒரு சாதாரண அழுத்தம். அச்சு அழுத்தம், உருளை சமச்சீர் அச்சுக்கு இணையான ஒரு இயல்பான அழுத்தம். ரேடியல் அழுத்தம், திசைகளில் ஒரு சாதாரண அழுத்தம், சமச்சீர் அச்சுக்கு செங்குத்தாக ஆனால் இணை. இந்த மூன்று முக்கிய அழுத்தங்கள்-வளையம், நீளமான மற்றும் ரேடியல் ஆகியவை பரஸ்பர செங்குத்தான முக்கோண அச்சு அழுத்த அமைப்பைப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு முறையில் கணக்கிடப்படலாம். வளைய அழுத்தத்தின் பாரம்பரிய உதாரணம் (மற்றும் பெயர்) ஒரு மர பீப்பாயில் உள்ள இரும்பு பட்டைகள் அல்லது வளையங்களுக்கு பயன்படுத்தப்படும் பதற்றம் ஆகும். ஒரு நேரான, மூடிய குழாயில், ஒரு அழுத்த வேறுபாட்டால் உருளை குழாய் சுவரில் பயன்படுத்தப்படும் எந்த சக்தியும் இறுதியில் வளைய அழுத்தங்களுக்கு வழிவகுக்கும். இதேபோல், இந்த குழாய் தட்டையான முனை தொப்பிகளைக் கொண்டிருந்தால், நிலையான அழுத்தத்தால் அவற்றின் மீது செலுத்தப்படும் எந்த சக்தியும் அதே குழாய் சுவரில் செங்குத்தான அச்சு அழுத்தத்தைத் தூண்டும். மெல்லிய பிரிவுகள் பெரும்பாலும் சிறிய ரேடியல் அழுத்தத்தைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் தடிமனான சுவர் உருளை ஓடுகளின் துல்லியமான மாதிரிகள் அத்தகைய அழுத்தங்களைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். தடிமனான சுவர் அழுத்தக் கப்பல்களில், சாதகமான ஆரம்ப அழுத்த வடிவங்களை அனுமதிக்கும் கட்டுமான நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தலாம். உட்புற மேற்பரப்பில் உள்ள இந்த அழுத்த அழுத்தங்கள் அழுத்தப்பட்ட சிலிண்டர்களில் ஒட்டுமொத்த வளைய அழுத்தத்தைக் குறைக்கின்றன. இந்த இயற்கையின் உருளை குழாய்கள் பொதுவாக ஒருவருக்கொருவர் சுருக்கப்பட்ட (அல்லது விரிவுபடுத்தப்பட்ட) செறிவு சிலிண்டர்களிலிருந்து கட்டப்படுகின்றன, அதாவது, கட்டமைக்கப்பட்ட சுருக்கம்-பொருத்தம் சிலிண்டர்கள், ஆனால் தடிமனான சிலிண்டர்களின் தானாக ஃப்ரெட்டேஜ் என்றாலும் ஒற்றை சிலிண்டர்களிலும் செய்யப்படலாம். வளைய அழுத்த வரையறைகள் வளைய அழுத்தமானது உருளைச் சுவரில் உள்ள ஒவ்வொரு துகளிலும் இரு திசைகளிலும் சுற்றளவில் (அச்சு மற்றும் பொருளின் ஆரத்திற்கு செங்குத்தாக) செலுத்தப்படும் பகுதியின் மீது செலுத்தப்படும் விசையாகும். இதை பின்வருமாறு விவரிக்கலாம்ஃ இங்கேஃ எஃப் என்பது உருளைச் சுவரின் ஒரு பகுதியில் சுற்றளவில் செலுத்தப்படும் விசை, இது பின்வரும் இரண்டு நீளங்களை பக்கங்களாகக் கொண்டுள்ளதுஃ t என்பது உருளை l இன் ரேடியல் தடிமன் என்பது உருளை அச்சு நீளம். சுற்றளவு அழுத்தத்தை விவரிப்பதில் வளைய அழுத்தத்திற்கு ஒரு மாற்று சுவர் அழுத்தம் அல்லது சுவர் பதற்றம் (டி) ஆகும், இது பொதுவாக முழு ரேடியல் தடிமன் முழுவதும் செலுத்தப்படும் மொத்த சுற்றளவு விசையாக வரையறுக்கப்படுகிறதுஃ அச்சு அழுத்தம் மற்றும் ரேடியல் அழுத்தத்துடன், சுற்றளவு அழுத்தம் என்பது உருளை ஆயத்தொகுப்புகளில் அழுத்த டென்சரின் ஒரு அங்கமாகும். சுழற்சி சமச்சீர் கொண்ட ஒரு பொருளின் மீது பயன்படுத்தப்படும் எந்த விசையையும் உருளை ஆயத்தொலைவுகள் r, z மற்றும் θ க்கு இணையான கூறுகளாக சிதைப்பது பொதுவாக பயனுள்ளதாக இருக்கும். விசையின் இந்த கூறுகள் தொடர்புடைய அழுத்தங்களைத் தூண்டுகின்றனஃ ரேடியல் அழுத்தம், அச்சு அழுத்தம் மற்றும் வளைய அழுத்தம், முறையே. உட்புற அழுத்தத்துடன் தொடர்பு மெல்லிய சுவர் அனுமானம் மெல்லிய சுவர் அனுமானம் செல்லுபடியாகும் என்பதற்கு, கப்பல் அதன் ஆரத்தில் பத்தில் ஒரு பங்கிற்கு மேல் (பெரும்பாலும் விட்டம்/t> 20 என குறிப்பிடப்படுகிறது) சுவர் தடிமன் இருக்க வேண்டும். இது சுவரை ஒரு மேற்பரப்பாகக் கருத அனுமதிக்கிறது, பின்னர் ஒரு மெல்லிய சுவர் உருளை அழுத்தக் கலனில் உள் அழுத்தத்தால் உருவாக்கப்பட்ட வளைய அழுத்தத்தை மதிப்பிடுவதற்கு யங்-லேப்ளேஸ் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்துகிறதுஃ (ஒரு உருளைக்கு) (ஒரு கோளத்திற்கு) P என்பது உள் அழுத்தம் t என்பது சுவர் தடிமன் r என்பது உருளின் சராசரி ஆரம் வளைய அழுத்தமாகும். மெல்லிய குண்டுகளுக்கான வளைய அழுத்த சமன்பாடு தாவர உயிரணுக்கள் மற்றும் பாக்டீரியாக்கள் உள்ளிட்ட கோள நாளங்களுக்கும் தோராயமாக செல்லுபடியாகும், இதில் உள் டர்கர் அழுத்தம் பல வளிமண்டலங்களை அடையக்கூடும். சிலிண்டர்களுக்கான (குழாய்கள் மற்றும் குழாய்கள்) நடைமுறை பொறியியல் பயன்பாடுகளில், வளைய அழுத்தம் பெரும்பாலும் அழுத்தத்திற்கு மறு ஏற்பாடு செய்யப்படுகிறது, மேலும் இது பார்லோவின் சூத்திரம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. பி-க்கான இன்ச்-பவுண்ட்-வினாடி அமைப்பு (ஐபிஎஸ்) அலகுகள் சதுர அங்குலத்திற்கு பவுண்டுகள்-சக்தி (பிஎஸ்ஐ) ஆகும். t மற்றும் d க்கான அலகுகள் அங்குலங்கள் (அங்குலம்) ஆகும். பி-க்கான எஸ். ஐ அலகுகள் பாஸ்கல்கள் (பா) ஆகும், அதே நேரத்தில் டி மற்றும் டி = 2 ஆர் மீட்டர்களில் (மீ) உள்ளன. கப்பலின் முனைகள் மூடப்படும்போது, உள் அழுத்தம் அவற்றின் மீது சுழலின் அச்சில் ஒரு சக்தியை உருவாக்க செயல்படுகிறது. இது அச்சு அழுத்தம் என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் பொதுவாக வளைய அழுத்தத்தை விட குறைவாக உள்ளது. இது தோராயமாக மதிப்பிடப்பட்டாலும், மேற்பரப்புக்கு செங்குத்தாக உருவாகும் ஒரு ரேடியல் அழுத்தமும் உள்ளது மற்றும் மெல்லிய சுவர் சிலிண்டர்களில் மதிப்பிடப்படலாம்ஃ மெல்லிய சுவர் அனுமானத்தில் விகிதம் பெரியது, எனவே பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில் இந்த கூறு வளையம் மற்றும் அச்சு அழுத்தங்களுடன் ஒப்பிடும்போது மிகக் குறைவாகக் கருதப்படுகிறது. அடர்த்தியான சுவர் நாளங்கள் ஆய்வு செய்யப்பட வேண்டிய உருளை 10 க்கும் குறைவான விகிதத்தைக் கொண்டிருக்கும்போது (பெரும்பாலும் மேற்கோள் காட்டப்படுகிறது) மெல்லிய சுவர் உருளை சமன்பாடுகள் இனி பிடிப்பதில்லை, ஏனெனில் உட்புற மற்றும் வெளிப்புற மேற்பரப்புகளுக்கு இடையில் அழுத்தங்கள் கணிசமாக வேறுபடுகின்றன, மேலும் குறுக்குவெட்டு வழியாக வெட்டு அழுத்தத்தை இனி புறக்கணிக்க முடியாது. பிரெஞ்சு கணிதவியலாளர் கேப்ரியல் லேம் உருவாக்கிய சமன்பாடுகளின் தொகுப்பான லேம் சமன்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி இந்த அழுத்தங்கள் மற்றும் விகாரங்களை கணக்கிட முடியும். எங்கேஃ மற்றும் ஒருங்கிணைப்பின் மாறிலிகள், அவை எல்லை நிபந்தனைகளிலிருந்து காணப்படலாம், ஆர்வமுள்ள இடத்தில் ஆரம் (எ. கா., உள்ளே அல்லது வெளியே சுவர்களில்). எல்லை நிபந்தனைகள் கொண்ட உருளைக்குஃ (அதாவது. உள் மேற்பரப்பில் உள் அழுத்தம்), (அதாவது. வெளிப்புற மேற்பரப்பில் வெளிப்புற அழுத்தம்), பின்வரும் மாறிலிகள் பெறப்படுகின்றனஃ, இந்த மாறிலிகளைப் பயன்படுத்தி, வளைய அழுத்தத்திற்கான பின்வரும் சமன்பாடு பெறப்படுகிறதுஃ ஒரு திட உருளைக்குஃ பின்னர் ஒரு திட உருளைக்கு உள் அழுத்தம் இருக்க முடியாது. தடிமனான சுவர் சிலிண்டர்களைப் பொறுத்தவரை, விகிதம் 10 க்கும் குறைவாக இருப்பதால், ரேடியல் அழுத்தம், மற்ற அழுத்தங்களின் விகிதத்தில், புறக்கணிக்க முடியாததாகிவிடும் (அதாவது. பி இனி அதிகமாக இல்லை, பிஆர்/டி மற்றும் பிஆர்/2 டி ஐ விட மிகக் குறைவு), எனவே சுவரின் தடிமன் வடிவமைப்பிற்கு ஒரு முக்கிய கருத்தாக மாறுகிறது (ஹார்வி, 1974, பிபி. 57). அழுத்தக் குழாய் கோட்பாட்டில், சுவரின் எந்தவொரு உறுப்பும் முக்கோண அச்சு அழுத்த அமைப்பில் மதிப்பீடு செய்யப்படுகிறது, இதில் மூன்று முக்கிய அழுத்தங்கள் வளையம், நீளமான மற்றும் ரேடியல் ஆகும். எனவே, வரையறையின்படி, குறுக்கு, தொடுகோடு அல்லது ரேடியல் தளங்களில் எந்த வெட்டு அழுத்தங்களும் இல்லை. தடிமனான சுவர் சிலிண்டர்களில், எந்த நேரத்திலும் அதிகபட்ச வெட்டு அழுத்தம் அதிகபட்ச மற்றும் குறைந்தபட்ச அழுத்தங்களுக்கு இடையிலான இயற்கணித வேறுபாட்டின் பாதியால் வழங்கப்படுகிறது, எனவே, வளையம் மற்றும் ரேடியல் அழுத்தங்களுக்கு இடையிலான வித்தியாசத்தின் பாதிக்கு சமம். வெட்டு அழுத்தம் உள் மேற்பரப்பில் அதிகபட்சத்தை அடைகிறது, இது குறிப்பிடத்தக்கது, ஏனெனில் இது தோல்விக்கான ஒரு அளவுகோலாக செயல்படுகிறது, ஏனெனில் இது தடிமனான சிலிண்டர்களின் உண்மையான சிதைவு சோதனைகளுடன் நன்கு தொடர்புடையது (ஹார்வி, 1974, பக்கம் 57). நடைமுறை விளைவுகள் பொறியியல் எலும்பு முறிவு மற்ற வெளிப்புற சுமைகள் இல்லாத நிலையில் வளைய அழுத்தத்தால் நிர்வகிக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் இது மிகப்பெரிய முதன்மை அழுத்தமாகும். ஒரு வளையம் அதன் உட்புறத்தில் மிகப்பெரிய அழுத்தத்தை அனுபவிக்கிறது என்பதை நினைவில் கொள்க (வெளிப்புறமும் உள்ளேயும் ஒரே மொத்த அழுத்தத்தை அனுபவிக்கிறது, இது வெவ்வேறு சுற்றளவில் விநியோகிக்கப்படுகிறது); எனவே குழாய்களில் உள்ள விரிசல்கள் கோட்பாட்டளவில் குழாயின் உள்ளே இருந்து தொடங்க வேண்டும். இதனால்தான் பூகம்பங்களுக்குப் பிறகு குழாய் ஆய்வுகள் பொதுவாக ஒரு குழாய்க்குள் ஒரு கேமராவை அனுப்பி விரிசல்களை ஆய்வு செய்வதை உள்ளடக்கியது. விளைச்சல் என்பது வளைய அழுத்தத்தையும், இல்லாதபோது நீளமான அல்லது ரேடியல் அழுத்தத்தையும் உள்ளடக்கிய சமமான அழுத்தத்தால் நிர்வகிக்கப்படுகிறது. மருத்துவம் வாஸ்குலர் அல்லது இரைப்பை குடல் சுவர்களின் நோயியல், சுவர் பதற்றம் நாளத்தின் சுவரில் உள்ள தசை பதற்றத்தைக் குறிக்கிறது. லாப்லேஸ் சட்டத்தின் விளைவாக, இரத்த நாளச் சுவரில் அனூரிஸம் ஏற்பட்டால், நாளத்தின் ஆரம் அதிகரித்துள்ளது. இதன் பொருள் என்னவென்றால், பாத்திரத்தின் உள் விசை குறைகிறது, எனவே அனூரிஸம் சிதைக்கும் வரை தொடர்ந்து விரிவடையும். குடலில் டைவர்டிகுலி உருவாவதற்கும் இதே போன்ற தர்க்கம் பொருந்தும். கோட்பாட்டு வளர்ச்சி சிலிண்டர்களில் உள்ள அழுத்தத்தின் முதல் தத்துவார்த்த பகுப்பாய்வு 19 ஆம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில் பொறியாளர் வில்லியம் ஃபேர்பேர்ன் என்பவரால் உருவாக்கப்பட்டது, அவரது கணித ஆய்வாளர் ஈட்டன் ஹாட்ஜ்கின்சனின் உதவியுடன். அவர்களின் முதல் ஆர்வம் நீராவி கொதிகலன்களின் வடிவமைப்பு மற்றும் தோல்விகளைப் படிப்பதில் இருந்தது. வளைய அழுத்தம் நீளமான அழுத்தத்தை விட இரண்டு மடங்கு அதிகமாக இருப்பதை ஃபேர்பேர்ன் உணர்ந்தார், இது உருட்டப்பட்ட தாள்களில் இருந்து கொதிகலன் குண்டுகளை இணைப்பதில் ஒரு முக்கிய காரணியாகும். பின்னர் பாலம் கட்டுதல் மற்றும் பாக்ஸ் கார்டரின் கண்டுபிடிப்புக்கு வேலை பயன்படுத்தப்பட்டது. செப்ஸ்டோவ் ரயில்வே பாலத்தில், வார்ப்பிரும்பு தூண்கள் வெளிப்புற இரும்பு பட்டைகளால் வலுப்படுத்தப்படுகின்றன. செங்குத்து, நீளமான விசை ஒரு சுருக்க விசை, இது வார்ப்பிரும்பு நன்கு எதிர்க்க முடியும். வளைய அழுத்தம் இழுவிசை ஆகும், எனவே வார்ப்பிரும்பு விட சிறந்த இழுவிசை வலிமை கொண்ட ஒரு பொருள் செய்யப்பட்ட இரும்பு சேர்க்கப்படுகிறது. மேலும் காண்க சிலிண்டர் அழுத்தத்தால் ஏற்படலாம்ஃ பாஸ்டன் மொலாஸிஸ் பேரழிவு கொதிகலன் வெடிப்பு கொதிநிலை திரவம் விரிவடைந்து நீராவி வெடிப்பு தொடர்புடைய பொறியியல் தலைப்புகள்ஃ மன அழுத்த செறிவு ஹைட்ரோஸ்டாடிக் சோதனை இரத்தத்தை அடைத்தல் இந்த அழுத்தத்தால் மிகவும் பாதிக்கப்பட்ட வடிவமைப்புகள்ஃ அழுத்தக் கப்பல் ராக்கெட் இயந்திரம் ஃப்ளைவீல் புளோரன்ஸ் கதீட்ரலின் குவிமாடம் குறிப்புகள் இயந்திரவியல்