ရှပ်မော်ဂျူး ဖော်မြူလာ
ပစ္စည်းသိပ္ပံနှင့် မက္ကင်းနစ်တွင်၊ shear modulus သည် shear deformation ခံရသောအခါ ပစ္စည်း၏ elastic ဂုဏ်သတ္တိများကို ဖော်ပြသည့် အဓိက parameter တစ်ခုဖြစ်သည်။ shear modulus သို့မဟုတ် shear modulus of stiffness သည် အင်ဂျင်နီယာနှင့် သိပ္ပံနည်းကျအသုံးချမှုများ၊ အထူးသဖြင့် ပစ္စည်းအစွမ်းသတ္တိခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုနှင့် ဖွဲ့စည်းပုံဒီဇိုင်းနှင့်ပတ်သက်သည့် အသုံးချမှုများတွင် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။
Shear Modulus ကို နားလည်ခြင်း
ရှပ်ယပ်မော်ဂျူးသည် ပစ္စည်းတစ်ခု၏ ရှပ်ယပ်ပုံပျက်ခြင်းကို ခံနိုင်ရည်ကို တိုင်းတာသည့် စံနှုန်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ရှပ်ယပ်ပုံပျက်ခြင်းသည် ပစ္စည်း၏ ကပ်လျက်အလွှာနှစ်ခုသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ဆန့်ကျင်ဘက် ဦးတည်ချက်များဖြင့် အပြိုင်ရွေ့လျားသည့်အခါ ဖြစ်ပေါ်သည်။ ရှပ်ယပ်မော်ဂျူးကို \(G \) ဖြင့် ဖော်ပြပြီး ရှပ်ယပ်ဖိအား (\( \tau \)) နှင့် ရှပ်ယပ်ဆန့်နိုင်အား (\( \gamma \)) အကြား အချိုးအဖြစ် သတ်မှတ်သည်-
\[ G = \frac{\tau}{\gamma} \]
ဘယ်နေရာ:
– \( G \) သည် ရှပ်အား မော်ဂျူးလပ်စ် ဖြစ်သည်။
– \( \tau \) သည် ရှပ်အား ဖြစ်သည်၊
–\( \gamma\) သည် shear strain ဖြစ်သည်။
ရှပ်အား (\( \tau \)) သည် ရှပ်ပုံပျက်ခြင်းကို ဖြစ်စေသော ယူနစ်ဧရိယာတစ်ခုလျှင် အားဖြစ်ပြီး၊ ရှပ်အား (\( \gamma \)) သည် ထိုဖိအားကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ပုံသဏ္ဍာန် သို့မဟုတ် ထောင့်ပြောင်းလဲမှု ဖြစ်သည်။
ရှပ်မော်ဂျူး ဖော်မြူလာ
သင်္ချာနည်းအရ၊ shear stress ကို အောက်ပါအတိုင်း အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုထားသည်-
\[ \tau = \frac{F}{A} \]
ဘယ်နေရာ:
– \( F \) သည် ပစ္စည်းပေါ်တွင် သက်ရောက်သည့် ညှပ်အားဖြစ်သည်။
–\( A\) သည် ရှပ်အား သက်ရောက်မှုရှိသော ဧရိယာဖြစ်သည်။
Shear strain ဆိုသည်မှာ shear stress ကြောင့်ဖြစ်ပေါ်လာသော radians ရှိ angular change ဖြစ်သည်။ အစပိုင်းတွင် rectangular ဖြစ်ပြီး shear force ကြောင့် parallelogram တစ်ခုအဖြစ် ပုံပျက်သွားသော material block တစ်ခုကို မြင်ယောင်ကြည့်ပါက shear strain ကို အောက်ပါအတိုင်း တွက်ချက်နိုင်သည်-
\[ \gamma = \frac{\Delta x}{h} \]
ဘယ်နေရာ:
– \( \Delta x \) သည် ပစ္စည်း၏ တစ်ဖက်၏ ဘေးတိုက်ရွေ့လျားမှု ဖြစ်သည်။
–\( h\) သည် ပစ္စည်း၏ အမြင့် သို့မဟုတ် ပြတ်ရှမှုကို ကြုံတွေ့ရသော အလွှာနှစ်ခုကြား အကွာအဝေးဖြစ်သည်။
ထို့ကြောင့်၊ shear modulus (\( G \)) ကို အောက်ပါအတိုင်း ရေးသားနိုင်ပါသည်။
\[ G = \frac{\frac{F}{A}}{\frac{\Delta x}{h}} \]
\[ G = \frac{F \cdot h}{A \cdot \Delta x} \]
Shear Modulus တွက်ချက်မှု ဥပမာ
ကျွန်ုပ်တို့တွင် 2 cm² ဖြတ်ပိုင်းဧရိယာရှိသော သတ္တုဘလောက်တစ်ခုရှိသည်ဆိုပါစို့၊ 400 N ၏ ဖြတ်ပိုင်းအားကို ခံရသည်။ ဘလောက်သည် 10 cm အမြင့်တွင် 0,1 cm ၏ ဘေးတိုက်ရွေ့လျားမှုကို ကြုံတွေ့ရသည်။ အောက်ပါအဆင့်များကို အသုံးပြု၍ ဖြတ်ပိုင်း မော်ဂျူးလပ်စ်ကို တွက်ချက်နိုင်သည်-
၁။ ရှပ်အား (\( \tau \)) ကို တွက်ချက်ပါ။
\[ \tau = \frac{F}{A} \]
\[ \tau = \frac{400 \, \text{N}}{2 \, \text{cm}^2} \]
\[ \tau = 200 \၊ \text{N/cm}^2 \]
၂။ ရှပ်အား ဆန့်နိုင်အား (\( \gamma \)) ကို တွက်ချက်ပါ-
\[ \gamma = \frac{\Delta x}{h} \]
\[ \gamma = \frac{0,1 \, \text{cm}}{10 \, \text{cm}} \]
\[ \gamma = 0,01 \]
၃။ ရှပ်အား မော်ဂျူးလပ်စ် (\( G \)) ကို တွက်ချက်ပါ-
\[ G = \frac{\tau}{\gamma} \]
\[ G = \frac{200 \, \text{N/cm}^2}{0,01} \]
\[ G = 20.000 \, \text{N/cm}^2 \]
ထို့ကြောင့် သတ္တုတန်း၏ shear modulus သည် 20.000 N/cm² ဖြစ်သည်။
ပျော့ပျောင်းမှု မော်ဂျူးလပ်စ်နှင့် ဆက်နွယ်မှု
shear modulus (\( G \)) ကို elastic modulus သို့မဟုတ် Young's modulus (\( E \)) နှင့် Poisson's ratio (\( \nu \)) နှင့် မကြာခဏ ဆက်စပ်နေပါသည်။ isotropic ပစ္စည်း (အားလုံးသော አዲስ አዲስ ያየትများ တူညီသော ပစ္စည်း) တွင် ဤ parameter သုံးခုကြား ဆက်နွယ်မှုမှာ-
\[ G = \frac{E}{2(1 + \nu)} \]
ဘယ်နေရာ:
–\( E\) သည် elasticity modulus သို့မဟုတ် Young's modulus ဖြစ်သည်။
– \( \nu \) သည် Poisson ၏ အချိုး ဖြစ်သည်။
ရှပ်မော်ဂျူးလပ်စ် အသုံးချမှု
Shear modulus သည် အင်ဂျင်နီယာနှင့် သိပ္ပံနည်းကျ အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးတွင် အလွန်အရေးကြီးသော parameter တစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်း၏ အသုံးချမှု ဥပမာအချို့မှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်။
၁။ ဖွဲ့စည်းပုံဒီဇိုင်း- အဆောက်အအုံများ၊ တံတားများနှင့် အခြားဖွဲ့စည်းပုံများကို ဒီဇိုင်းဆွဲရာတွင် အင်ဂျင်နီယာများသည် ဖြစ်ပေါ်လာနိုင်သည့် ပြတ်အားများကို ခံနိုင်ရည်ရှိစေရန် ဖွဲ့စည်းပုံသည် လုံလောက်သော ခိုင်ခံ့မှုရှိကြောင်း သေချာစေရန်အတွက် ရှပ်အား မော်ဂျူးလပ်စ်ကို အသုံးပြုကြသည်။
၂။ ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ- ရှပ်မော်ဂျူးလပ်စ်ကို မတူညီသောပစ္စည်းများစွာဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ၏ ခိုင်ခံ့မှုနှင့် တောင့်တင်းမှုကို အကဲဖြတ်ရန်အတွက် အသုံးပြုသည်။ ၎င်းသည် လေကြောင်း၊ မော်တော်ကားနှင့် ထုတ်လုပ်ရေးလုပ်ငန်းများတွင် အရေးကြီးပါသည်။
၃။ ငလျင်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း- ငလျင်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်းတွင် မြေဆီလွှာနှင့် ကျောက်တုံးများ၏ အရှပ်အား မော်ဂျူးလပ်စ်ကို ၎င်းတို့ပေါ်တွင် ရပ်နေသော အဆောက်အအုံများ၏ ငလျင်တုံ့ပြန်မှုကို ခန့်မှန်းရန် အသုံးပြုသည်။
၄။ ဇီဝပစ္စည်းများ- ဇီဝဆေးပညာနယ်ပယ်တွင် အရိုးနှင့် အရွတ်များကဲ့သို့သော ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာတစ်ရှူးများ၏ ရှပ်အား မော်ဂျူးလပ်စ်ကို ဤတစ်ရှူးများသည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဝန်များကို မည်သို့တုံ့ပြန်သည်ကို နားလည်ရန်နှင့် သင့်လျော်သော ဆေးဘက်ဆိုင်ရာ အစားထိုးပစ္စည်းများကို ဒီဇိုင်းထုတ်ရန်အတွက် လေ့လာသည်။
ရှပ်မော်ဂျူးလပ်စ် တိုင်းတာခြင်း
Shear modulus တိုင်းတာမှုများကို အောက်ပါတို့အပါအဝင် နည်းလမ်းများစွာကို အသုံးပြု၍ လုပ်ဆောင်နိုင်သည်-
၁။ တိုက်ရိုက် ဖြတ်တောက်မှု စမ်းသပ်ခြင်း- ဤနည်းလမ်းတွင် ပစ္စည်းနမူနာတစ်ခုသို့ တိုက်ရိုက် ဖြတ်တောက်အားကို အသုံးချပြီး ရရှိလာသော ဖိစီးမှုနှင့် ဆန့်နိုင်အားကို တိုင်းတာခြင်း ပါဝင်သည်။ ဤတိုင်းတာမှုများကို လုပ်ဆောင်ရန် ဖြတ်တောက်မှု စမ်းသပ်ကိရိယာကို အသုံးပြုသည်။
၂။ လိမ်ခြင်းစမ်းသပ်မှု- လိမ်ခြင်းစမ်းသပ်မှုတွင် ပစ္စည်းနမူနာတစ်ခုကို လိမ်ခြင်း သို့မဟုတ် လိမ်ခြင်းခံရသည်။ အသုံးချ torque နှင့် လိမ်ထောင့်ကို shear modulus တွက်ချက်ရန် တိုင်းတာသည်။
၃။ ဒိုင်းနမစ်စမ်းသပ်မှု- ရှပ်ဝါကျ မော်ဂျူးလပ်စ် တိုင်းတာမှုများကို ဒိုင်းနမစ်နည်းလမ်းများဖြင့်လည်း လုပ်ဆောင်နိုင်ပြီး နမူနာကို တုန်ခါမှု သို့မဟုတ် လှိမ့်ခြင်း ခံရပြီး ပစ္စည်းတုံ့ပြန်မှုကို ရှပ်ဝါကျ မော်ဂျူးလပ်စ်ကို ဆုံးဖြတ်ရန် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာသည်။
ရှပ်မော်ဂျူးလပ်စ်ကို သက်ရောက်မှုရှိသောအချက်များ
ပစ္စည်းတစ်ခု၏ shear modulus တန်ဖိုးကို လွှမ်းမိုးနိုင်သော အချက်များစွာတွင် အောက်ပါတို့ ပါဝင်သည်-
၁။ ပစ္စည်းဖွဲ့စည်းမှု- ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းတစ်ခုတွင် အစိတ်အပိုင်းများ၏ အမျိုးအစားနှင့် အချိုးအစားသည် ရှပ်အား မော်ဂျူးလပ်စ်ကို သက်ရောက်မှုရှိနိုင်သည်။
၂။ အပူချိန်- ပစ္စည်းတစ်ခု၏ ပွတ်တိုက်အား မော်ဂျူးလပ်စ်သည် အပူချိန်တိုးလာသည်နှင့်အမျှ လျော့ကျသွားလေ့ရှိသည်။
၃။ ပတ်ဝန်းကျင်အခြေအနေများ- စိုထိုင်းဆမြင့်မားခြင်း သို့မဟုတ် ချေးတက်သော ဓာတုပစ္စည်းများကဲ့သို့သော ပြင်းထန်သောပတ်ဝန်းကျင်များနှင့် ထိတွေ့ခြင်းသည် ပွတ်တိုက်မှု မော်ဂျူးလပ်စ်ကို ထိခိုက်စေနိုင်သည်။
၄။ အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖွဲ့စည်းပုံ- အမှုန်အရွယ်အစားနှင့် အဆင့်ဖြန့်ဖြူးမှုကဲ့သို့သော ပစ္စည်း၏ အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖွဲ့စည်းပုံသည် ရှပ်အား မော်ဂျူးလပ်စ်ကိုလည်း သက်ရောက်မှုရှိသည်။
နိဂုံး
shear modulus သည် shear deformation ကို ခံနိုင်ရည်ရှိစေရန် ပစ္စည်းတစ်ခု၏ တောင့်တင်းမှုကို ဖော်ပြသည့် အရေးကြီးသော parameter တစ်ခုဖြစ်သည်။ ဖော်မြူလာ \(G = \frac{\tau}{\gamma} \) နှင့် elasticity modulus နှင့် Poisson's ratio နှင့် ၎င်း၏ဆက်နွယ်မှုကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် အင်ဂျင်နီယာနှင့် သိပ္ပံနည်းကျအသုံးချမှုများတွင် ပါဝင်သော ဖွဲ့စည်းပုံများနှင့် အစိတ်အပိုင်းအမျိုးမျိုးကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာပြီး ဒီဇိုင်းဆွဲနိုင်ပါသည်။ shear modulus ကို ကောင်းစွာနားလည်ခြင်းက အင်ဂျင်နီယာများနှင့် သိပ္ပံပညာရှင်များအား သင့်လျော်သောပစ္စည်းများကို ရွေးချယ်ရန်နှင့် ဘေးကင်းပြီး ထိရောက်သောစနစ်များကို ဒီဇိုင်းဆွဲရန် ခွင့်ပြုသည်။ ထို့အပြင်၊ shear modulus ကို သက်ရောက်မှုရှိသော တိုင်းတာမှုနည်းလမ်းများနှင့် အချက်များသည် ပစ္စည်းများ၏ ဝိသေသလက္ခဏာများနှင့် မတူညီသော အလုပ်ခွင်အခြေအနေများအောက်တွင် ၎င်းတို့မည်သို့ပြုမူသည်ကို ပိုမိုထိုးထွင်းသိမြင်စေသည်။
