innovation.world
Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
घर » Stress and Strain

Stress and Strain

1820
Tensile testing machine measuring stress and strain in solid state physics.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

इंजीनियरिंग तनाव (σ) लागू भार को मूल अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल (A₀) से भाग देने पर प्राप्त होता है, जबकि इंजीनियरिंग विकृति (इप्सिलॉन) लंबाई में परिवर्तन (ΔL) को मूल लंबाई (L₀) से भाग देने पर प्राप्त होती है। ये परिभाषाएँ, σ = F/A₀ और इप्सिलॉन = ΔL/L₀, तनाव-विकृति वक्रों को प्लॉट करने के लिए मूलभूत हैं, लेकिन यह मानती हैं कि परीक्षण के दौरान नमूने के आयाम स्थिर रहते हैं।

इंजीनियरिंग तनाव और विकृति पदार्थ विज्ञान और यांत्रिकी की मूलभूत अवधारणाएँ हैं, जो बाह्य बलों के प्रति पदार्थ की प्रतिक्रिया को सरल लेकिन प्रभावी ढंग से दर्शाने का एक तरीका प्रदान करती हैं। यह धारणा कि अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल स्थिर रहता है (A₀), छोटे विरूपणों के लिए, विशेष रूप से प्रत्यास्थ क्षेत्र में, मान्य है। हालाँकि, जब कोई पदार्थ महत्वपूर्ण प्लास्टिक विरूपण से गुजरता है, तो उसका अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल बदल जाता है—इस घटना को तन्यता परीक्षणों में नेकिंग के रूप में जाना जाता है। इस परिवर्तन का अर्थ है कि इंजीनियरिंग तनाव अब पदार्थ के सबसे संकरे बिंदु पर अनुभव किए गए वास्तविक तनाव का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। इसी प्रकार, इंजीनियरिंग विकृति मूल लंबाई पर आधारित होती है, जो तात्कालिक विकृति माप की तुलना में बड़े विरूपणों के लिए कम सटीक हो सकती है।

इन सीमाओं के बावजूद, इंजीनियरिंग तनाव-विकृति वक्र का उपयोग उद्योग और शिक्षा जगत में व्यापक रूप से किया जाता है। इसकी प्रमुख विशेषताएं, जैसे कि नम्य होने की क्षमता and ultimate tensile strength (UTS), are standard parameters for material specification and design. The curve is relatively easy to generate from a standard tensile test, where a specimen is pulled apart at a constant rate while force and elongation are measured. The initial linear portion of this curve is particularly important as it defines the material’s elastic behavior, governed by Hooke’s Law.

UNESCO Nomenclature: 2211
ठोस अवस्था भौतिकी

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

मूलभूत

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • गैलीलियो गैलीली द्वारा पदार्थों की मजबूती पर किए गए अध्ययन (17वीं शताब्दी)
  • रॉबर्ट हुक का प्रत्यास्थता का नियम (1678)
  • थॉमस यंग की परिभाषा प्रत्यास्थता मापांक (1807)
  • development of the concept of stress by Cauchy (early 19th century)

आवेदन

  • structural analysis of buildings and bridges
  • design of mechanical components like gears and shafts
  • quality control in manufacturing
  • material selection for various engineering applications

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • development of standardized material testing protocols (e.g., astm e8)
  • creation of परिमित तत्व analysis (FEA) software using simplified material models
  • design of lightweight composite materials with predictable failure modes
  • automated quality control systems in manufacturing lines using tensile data
  • predictive maintenance algorithms for structural components based on strain monitoring
  • 3d printing parameter optimization based on mechanical property testing
  • biomaterial design for चिकित्सा प्रत्यारोपण with specific stress-strain requirements
  • development of self-healing materials with monitored mechanical integrity
  • smart textiles that measure and respond to applied strain
  • virtual reality simulators for material failure analysis
Related to: engineering stress, engineering strain, tensile test, material properties, mechanics of materials, deformation, load, cross-sectional area, elongation, solid mechanics.

ऐतिहासिक संदर्भ

Electrode polarization in a Voltaic pile experiment demonstrating hydrogen gas formation.

इलेक्ट्रोड ध्रुवीकरण सीमा

वोल्टेइक बैटरी की एक प्रमुख खामी इलेक्ट्रोड ध्रुवीकरण है। संचालन के दौरान, तांबे के कैथोड पर उत्पन्न हाइड्रोजन गैस इसकी सतह पर बुलबुलों की एक इन्सुलेट परत बना लेती है। यह परत बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को बढ़ाती है और प्रतिक्रिया के लिए उपलब्ध सतह क्षेत्र को कम करती है। परिणामस्वरूप, बैटरी का वोल्टेज और करंट आउटपुट उपयोग शुरू होने के कुछ ही समय बाद काफी गिर जाता है।
Experimental setup for measuring speed of sound in a perfect gas in acoustics.

एक आदर्श गैस में ध्वनि की गति

आदर्श गैस में ध्वनि की गति (c) उसके ऊष्मागतिकीय गुणों द्वारा निर्धारित होती है, न कि केवल उसके दाब या घनत्व द्वारा। सूत्र है c = √R_s T, जहाँ γ ऊष्मा धारिता अनुपात (c_p/c_v) है, R_s विशिष्ट गैस स्थिरांक है, और T परम तापमान है। अतः, ध्वनि गर्म गैस में अधिक तेज़ी से यात्रा करती है।
Regenerator matrix of a Stirling engine demonstrating thermal energy storage in thermodynamics.

स्टर्लिंग इंजन रीजनरेटर इकोनोमाइज़र

रीजनरेटर, जिसे 'इकोनॉमाइज़र' भी कहा जाता है, रॉबर्ट स्टर्लिंग का सबसे महत्वपूर्ण योगदान है और इंजन की उच्च दक्षता का मुख्य कारण है। यह एक आंतरिक ऊष्मा विनिमय यंत्र है जो चक्र के दौरान अस्थायी रूप से ऊष्मीय ऊर्जा को संग्रहित और मुक्त करता है। जब गर्म गैस ठंडी तरफ जाती है, तो वह रीजनरेटर मैट्रिक्स में ऊष्मा जमा करती है, जिसे ठंडी गैस गर्म तरफ लौटते समय ग्रहण कर लेती है।

Stress and Strain

Electromagnet in a laboratory demonstrating electromagnetism principles.

विद्युतचुंबकत्व और विद्युतचुंबक

विद्युतचुंबक एक प्रकार का चुंबक है जिसमें विद्युत धारा द्वारा चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। धारा बंद करने पर चुंबकीय क्षेत्र समाप्त हो जाता है। आमतौर पर, इसमें एक तार को कुंडली के रूप में लपेटा जाता है। चुंबकीय क्षेत्र की प्रबलता धारा और कुंडली में घुमावों की संख्या के समानुपाती होती है। इस सिद्धांत की खोज हंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड ने की थी।
Fluid dynamics researcher analyzing flow patterns using Navier–Stokes equations.

नेवियर-स्टोक्स समीकरण

नेवियर-स्टोक्स समीकरण श्यान द्रव पदार्थों की गति का वर्णन करने वाले अरैखिक आंशिक अवकल समीकरणों का एक समूह है। ये न्यूटन के द्वितीय नियम का कथन हैं, जो दाब प्रवणता, श्यान बल और बाह्य बलों के साथ संवेग परिवर्तनों को संतुलित करते हैं। एक असंपीड्य द्रव के लिए, समीकरण है: [latex]rho (frac{partial mathbf{v}}{partial t} + mathbf{v} cdot nabla mathbf{v}) = -nabla p + mu nabla^2 mathbf{v} + mathbf{f}[/latex].
Electrochemical cell experiment for cathodic protection by Humphry Davy.

कैथोडिक संरक्षण

कैथोडिक संरक्षण (सीपी) एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग किसी धातु की सतह के संक्षारण को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, जिसमें उसे विद्युत रासायनिक सेल का कैथोड बनाया जाता है। यह बाहरी विद्युत धारा की आपूर्ति करके प्राप्त किया जाता है जो प्राकृतिक संक्षारण धाराओं को दबा देती है। संरक्षित धातु की क्षमता अधिक ऋणात्मक मान की ओर ध्रुवीकृत हो जाती है, जिससे वह प्रतिरोधक क्षमता या निष्क्रियता के क्षेत्र में आ जाती है।
1810
1816
1816-11-16
1820
1820
1822
1824
1808
1811
1816-11-16
1820
1820
1821
1822
1827
19th-century laboratory with scientists studying atomic structure and chemical reactions.

आधुनिक परमाणु सिद्धांत

परमाणु सिद्धांत के अनुसार, सभी पदार्थ परमाणुओं नामक अलग-अलग इकाइयों से बने होते हैं। एक तत्व में परमाणु होते हैं जिनके नाभिक में प्रोटॉनों की एक निश्चित संख्या होती है। पहले परमाणुओं को अविभाज्य माना जाता था, लेकिन अब यह ज्ञात है कि परमाणु उप-परमाणु कणों से मिलकर बने होते हैं: प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन। रासायनिक अभिक्रियाओं में इन परमाणुओं का पुनर्व्यवस्थापन होता है, और इस प्रक्रिया के दौरान परमाणुओं की स्थिति संरक्षित रहती है।
Laboratory setup demonstrating Avogadro's Law in physical chemistry with gas measurements.

एवोगैड्रो का नियम

एवोगैड्रो का नियम कहता है कि समान तापमान और दाब पर सभी गैसों के समान आयतन में अणुओं की संख्या समान होती है। इससे गैस के आयतन और पदार्थ की मात्रा (मोलों की संख्या) के बीच सीधा समानुपात स्थापित होता है। गणितीय संबंध को [latex]V propto n[/latex] या अधिक सामान्यतः [latex]V/n = k[/latex] के रूप में व्यक्त किया जाता है, जहाँ k एक स्थिरांक है।
Stirling engine demonstrating thermodynamic principles in a laboratory setting.

स्टर्लिंग चक्र

आदर्श स्टर्लिंग चक्र एक बंद पुनर्योजी ऊष्मागतिक चक्र है जिसमें चार अलग-अलग प्रक्रियाएं शामिल हैं: समतापी प्रसार, समआयतनिक ऊष्मा निष्कासन, समतापी संपीडन और समआयतनिक ऊष्मा योग। कार्यकारी द्रव स्थायी रूप से बंद रहता है। इसकी सैद्धांतिक तापीय दक्षता कार्नोट चक्र की दक्षता के बराबर होती है, जिसे [latex]eta_{th} = 1 - frac{T_C}{T_H}[/latex] द्वारा दर्शाया जाता है, जहां [latex]T_H[/latex] और [latex]T_C[/latex] क्रमशः गर्म और ठंडे जलाशयों के निरपेक्ष तापमान हैं।
Researcher studying fluid dynamics in a 19th-century laboratory, focusing on continuum assumption.

निरंतरता धारणा

निरंतरता की मान्यता तरल पदार्थों को असतत अणुओं के बजाय सतत पदार्थ के रूप में मानती है। यह सरलीकरण तब मान्य होता है जब समस्या का लंबाई पैमाना अंतर-आणविक दूरी से बहुत बड़ा होता है, जिससे घनत्व और वेग जैसे गुणों को अत्यंत छोटे बिंदुओं पर परिभाषित किया जा सकता है। इससे तरल प्रवाह के स्थूल व्यवहार का वर्णन करने के लिए अवकल समीकरणों का उपयोग संभव हो पाता है।
Laboratory setup for studying magnetic dipole moment in electromagnetism.

चुंबकीय द्विध्रुव आघूर्ण

किसी चुंबक का चुंबकीय आघूर्ण एक सदिश राशि है जो उसके समग्र चुंबकीय गुणों को दर्शाती है। इसे एक चुंबकीय द्विध्रुव के रूप में देखा जा सकता है, जो उत्तर और दक्षिण ध्रुवों का एक काल्पनिक युग्म है जो एक निश्चित दूरी पर स्थित हैं। आघूर्ण दक्षिण ध्रुव से उत्तर ध्रुव की ओर इंगित करता है। किसी धारा परिपथ के लिए, चुंबकीय आघूर्ण [latex]vec{mu} = I vec{A}[/latex] होता है, जहाँ I धारा है और A क्षेत्रफल सदिश है।
Thermoelectric generator demonstrating Seebeck effect in solid state physics.

सीबेक प्रभाव

सीबेक प्रभाव तापमान अंतर का विद्युत वोल्टेज में प्रत्यक्ष रूपांतरण है। जब दो भिन्न चालकों या अर्धचालकों के जंक्शन पर तापमान प्रवणता लागू की जाती है, तो वोल्टेज उत्पन्न होता है। यह वोल्टेज तापमान अंतर के समानुपाती होता है, और समानुपाती स्थिरांक को सीबेक गुणांक (V = S cdot Delta T) के रूप में जाना जाता है।
Structural engineer analyzing stress in bridge design using Cauchy stress tensor principles.

कॉची तनाव टेंसर

कॉची तनाव टेंसर, जिसे [latex]boldsymbol{sigma}[/latex] से दर्शाया जाता है, एक द्वितीय-कोटि टेंसर है जो किसी पदार्थ के भीतर किसी बिंदु पर तनाव की स्थिति को पूर्णतः परिभाषित करता है। यह उस बिंदु से गुजरने वाली किसी भी सतह पर कर्षण सदिश (प्रति इकाई क्षेत्रफल बल) [latex]mathbf{T}[/latex] को सतह के अभिलंब सदिश [latex]mathbf{n}[/latex] से रैखिक संबंध [latex]mathbf{T} = boldsymbol{sigma} cdot mathbf{n}[/latex] के माध्यम से संबंधित करता है।
Laboratory setup illustrating Ohm's Law with electrical components and a chalkboard.

ओम का नियम

ओम का नियम कहता है कि किसी चालक में प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा उसके सिरों पर लगने वाले वोल्टेज के सीधे समानुपाती और उसके प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होती है। डीसी परिपथों में इस मूलभूत संबंध को समीकरण [latex]I = frac{V}{R}[/latex] द्वारा व्यक्त किया जाता है, जहाँ I एम्पीयर में धारा है, V वोल्ट में विभवांतर है और R ओम में प्रतिरोध है।

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

नवीनतम परिवर्धन

शीर्ष पोस्ट और लेख

अन्य सभी डिज़ाइन लेख

शीर्ष मूल उपकरण

अन्य सभी मौलिक नवाचार.विश्व उपकरण
10वां वर्ष सालगिरह

पंजीकृत सदस्यों के लिए पूर्ण आकार की छवियाँ और डाउनलोड 100% निःशुल्क उपलब्ध हैं।

> लॉग इन करें <