सामग्री सामर्थ्य गाइड: यील्ड, टेंसाइल और फटीग को समझना
हर इंजीनियर को जानने योग्य प्रमुख सामग्री सामर्थ्य गुण सीखें। यील्ड स्ट्रेंथ, अल्टीमेट टेंसाइल स्ट्रेंथ और फटीग शामिल हैं।
स्ट्रेस-स्ट्रेन संबंध
जब सामग्री पर बल लगाया जाता है, वह विकृत होती है। स्ट्रेस (σ = F/A) बल प्रति इकाई क्षेत्रफल है। स्ट्रेन (ε = ΔL/L₀) मूल लंबाई के सापेक्ष विकृति है। इलास्टिक क्षेत्र में, स्ट्रेस और स्ट्रेन रैखिक रूप से संबंधित हैं (हुक का नियम: σ = Eε), जहाँ E यंग का मापांक है।
यील्ड और अल्टीमेट स्ट्रेंथ
यील्ड स्ट्रेंथ वह स्ट्रेस है जिसके ऊपर सामग्री स्थायी रूप से विकृत हो जाती है। अल्टीमेट टेंसाइल स्ट्रेंथ (UTS) सामग्री द्वारा सहन किया जा सकने वाला अधिकतम स्ट्रेस है। माइल्ड स्टील: यील्ड ≈ 250 MPa, UTS ≈ 400 MPa। एल्यूमीनियम 6061-T6: यील्ड ≈ 276 MPa, UTS ≈ 310 MPa। सुरक्षा कारक = अनुमत स्ट्रेस / डिज़ाइन स्ट्रेस, आमतौर पर 1.5 से 4।
फटीग और क्रीप
फटीग बार-बार भार लगाने से विफलता है, यील्ड स्ट्रेंथ से कम स्ट्रेस पर भी। अधिकांश धातु विफलताओं में 80-90% फटीग के कारण होती हैं। क्रीप उच्च तापमान पर निरंतर भार के तहत धीमी स्थायी विकृति है। दोनों घटनाएँ इंजीनियरिंग डिज़ाइन में महत्वपूर्ण हैं, विशेष रूप से विमान, पुल और बिजली संयंत्र घटकों के लिए।