20.12 : الاجهادات المتبقية في الانحناء

في دراسة الأعضاء المرنة المعرضة لعزم الانحناء، يعد فهم مراحل التحميل والتفريغ أمرًا بالغ الأهمية لتقييم سلوك المواد والسلامة الهيكلية. أثناء مرحلة التحميل، مع زيادة عزم الانحناء، تستجيب المادة في البداية بشكل مرن، ملتزمة بقانون هوك، حيث يتناسب الإجهاد بشكل مباشر مع الانفعال. عندما يتجاوز الحمل قوة الخضوع، يحدث تشوه البلاستيك، مما يؤدي إلى إجهاد دائم وتشوه يبقى حتى بعد إزالة الحمل.

تبدأ مرحلة التفريغ عندما تنخفض لحظة الانحناء إلى الصفر. على عكس المواد المرنة البحتة، فإن الضغط الواقع على العضو المرن أثناء التفريغ لا يعيد تتبع مسار التحميل الأصلي ولكنه يتبع بدلاً من ذلك مسارًا خطيًا جديدًا. يشير هذا التغيير إلى وجود الضغوط المتبقية، والتي تستمر بسبب التشوهات البلاستيكية الغير رجعية والتي تحدث أثناء التحميل.

يتم حساب هذه الضغوط المتبقية باستخدام مبدأ التراكب، الذي يجمع بين الضغوط من مرحلة التحميل المرن مع تلك من مرحلة التفريغ المرن.

أثناء التفريغ، تصبح العلاقة بين الإجهاد والانفعال خطية مرة أخرى، مما يسمح باستخدام صيغ الانثناء المرنة. تعتبر هذه المرحلة حاسمة بالنسبة للتطبيقات الهندسية، حيث أن الضغوط المتبقية يمكن أن تؤثر على السلوك الهيكلي تحت الأحمال المتكررة، مما قد يؤدي إلى أعطال غير متوقعة. يتيح فهم هذه الديناميكيات تصميم هياكل أكثر أمانًا وموثوقية من خلال التنبؤ الدقيق وإدارة الضغوط التي تنشأ من سيناريوهات التحميل المعقدة.