المعادلات التأسيسية
المعادلة التكوينية، أو العلاقة التكوينية، هي علاقة رياضية تصف كيفية استجابة مادة معينة للمؤثرات الخارجية. في الوسط المتصل الميكانيكافهو يربط الحركية quantities like الإجهاد to kinetic quantities like ضغط. For example, قانون هوك, [latex]\boldsymbol{\sigma} = \mathbf{C} : \boldsymbol{\varepsilon}[/latex], is a constitutive equation for linear elastic solids, relating the stress tensor [latex]\boldsymbol{\sigma}[/latex] to the strain tensor [latex]\boldsymbol{\varepsilon}[/latex].
تُعد المعادلات التكوينية ضرورية لأن القوانين الأساسية لميكانيكا الاستمرارية (حفظ الكتلة وكمية الحركة والطاقة) عالمية وتنطبق على جميع المواد. ومع ذلك، تتصرف المواد المختلفة بشكل مختلف تحت نفس ظروف التحميل. يستجيب كل من العارضة الفولاذية وعمود الماء وقطعة المطاط بشكل فريد للقوة المؤثرة. توفر المعادلات التكوينية المعلومات الخاصة بالمواد اللازمة لإغلاق نظام المعادلات الحاكمة والحصول على حل فريد لمشكلة معينة. يتم تحديدها تجريبيًا وتمثل نموذجًا رياضيًا لسلوك المادة.
يختلف تعقيد المعادلات التكوينية اختلافًا كبيرًا. أبسط النماذج هي للمواد الخطية المتساوية الخواص. بالنسبة إلى مادة صلبة خطية مرنة، يربط قانون هوك بين الإجهاد والانفعال خطيًّا عبر موتر صلابة من الدرجة الرابعة [latex]\mathbf{C}[/latex]. بالنسبة إلى المائع النيوتوني، يرتبط الإجهاد خطيًّا بمعدل الإجهاد. ومع ذلك، تُظهر العديد من المواد في العالم الحقيقي سلوكًا أكثر تعقيدًا. هناك حاجة إلى مرونة غير خطية لمواد مثل المطاط التي تخضع لتشوهات كبيرة. تصف نماذج اللدونة التشوه الدائم بعد تجاوز إجهاد الخضوع. تُظهر النماذج اللزوجة المرنة، المستخدمة للبوليمرات، خصائص تشبه السوائل وتشبه المواد الصلبة، حيث تعتمد استجابتها على معدل التحميل. ويُعد تطوير نماذج تكوينية دقيقة للمواد المتقدمة مثل المواد المركبة أو الأنسجة البيولوجية أو المواد الحبيبية مجالًا رئيسيًا ومستمرًا للبحث في الميكانيكا.
UNESCO Nomenclature: 2210
- الميكانيكا
الاستخدام
الاستخدام الواسع النطاق
السلائف
- تجارب روبرت هوك على الينابيع (‘ut tensio, sic vis’)
- مفهوم إسحاق نيوتن عن اللزوجة في السوائل
- تطور المفاهيم الرياضية للإجهاد والانفعال
- الاختبار التجريبي لخصائص المواد
التطبيقات
- اختيار المواد في التصميم الهندسي بناءً على سلوك الإجهاد والانفعال
- محاكاة السوائل غير النيوتونية مثل الكاتشب أو الدم في ديناميكا الموائع الحسابية
- نمذجة اللدونة والتشوه الدائم في عمليات تشكيل المعادن
- الهندسة الجيوتقنية لوصف سلوك التربة والصخور تحت الحمل
أفكار ابتكارات محتملة
بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.
ذات صلة ب: المعادلة التكوينية، نموذج المادة، العلاقة بين الإجهاد والانفعال، قانون هوك، المائع النيوتوني، اللزوجة، اللدونة، خواص المواد.
الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة