Fọ́múlá Iṣẹ́dán Iṣẹ́dán
Nínú ìmọ̀ nípa ohun èlò àti ẹ̀rọ, ìwọ̀n ìṣẹ́dá jẹ́ pàtàkì pàtàkì tí ó ń ṣàlàyé àwọn ànímọ́ ìrọ̀rùn ohun èlò nígbà tí a bá fi ìyípadà ìṣẹ́dá sí i. ìwọ̀n ìṣẹ́dá, tàbí ìwọ̀n ìṣẹ́dá ìṣẹ́dá, ṣe pàtàkì nínú onírúurú ìlò ìmọ̀ ẹ̀rọ àti ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì, pàápàá jùlọ àwọn tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣàyẹ̀wò agbára ohun èlò àti ìṣètò ìṣètò.
Lílóye Iṣẹ́ Àṣọ Iṣẹ́
Mọ́dúlù ìṣẹ́rí jẹ́ ìwọ̀n líle ohun èlò kan lòdì sí ìṣẹ́rí ìṣẹ́rí. Ìṣẹ́rí ìṣẹ́rí máa ń wáyé nígbà tí àwọn ìpele méjì tí ó wà ní ẹ̀gbẹ́ ara wọn bá ń gbéra ní ìbámu pẹ̀lú ara wọn ní ìtọ́sọ́nà tí ó jọra ṣùgbọ́n tí ó lòdì sí ara wọn. Mọ́dúlù ìṣẹ́rí ni a fi àmì sí nípa \( G \) a sì túmọ̀ rẹ̀ gẹ́gẹ́ bí ìpíndọ́gba láàárín ìṣẹ́rí ìṣẹ́rí (\( \tau \)) àti ìṣẹ́rí ìṣẹ́rí (\( \gamma \)):
\[ G = \frac{\tau}{\gamma} \]
iṣẹ́ mi:
– \( G \) ni modulus shear,
– \( \tau \) ni wahala gige,
– \( \gamma \) ni irú ìṣẹ́rí.
Ìdààmú Shear (\( \tau \)) ni agbára fún agbègbè kọ̀ọ̀kan tí ó ń fa ìyípadà shear, nígbàtí ìdààmú shear (\( \gamma \)) jẹ́ ìyípadà nínú ìrísí tàbí igun tí ìdààmú náà fà.
Fọ́múlá Iṣẹ́dán Iṣẹ́dán
Ní ti ìṣirò, a túmọ̀ ìdààmú ìṣẹ́lẹ̀ síi gẹ́gẹ́ bí:
\[ \tau = \frac{F}{A} \]
iṣẹ́ mi:
– \( F \) ni agbara gige ti n ṣiṣẹ lori ohun elo naa,
– \( A \) ni agbegbe ti agbara gige kan.
Ìfàsí imú ni ìyípadà igun ní àwọn radian tí ó ń ṣẹlẹ̀ nítorí ìfàsí imú. Tí a bá fojú inú wo ìbòrí ohun èlò kan tí ó jẹ́ onígun mẹ́rin ní àkọ́kọ́ tí ó sì yí padà sí parallelogram nítorí agbára ìfàsí imú, a lè ṣírò ìfàsí imú gẹ́gẹ́ bí:
\[ \gamma = \frac{\Delta x}{h} \]
iṣẹ́ mi:
– \( \Delta x \) ni ìyípo ẹ̀gbẹ́ ti ẹ̀gbẹ́ kan ti ohun èlò náà,
– \( h \) ni gíga ohun èlò náà tàbí ijinna láàrín àwọn ìpele méjì tí wọ́n ń rí irẹ́.
Nítorí náà, a lè kọ àwoṣe shear (\( G \)) gẹ́gẹ́ bí:
\[ G = \frac{\frac{F}{A}}{\frac{\Delta x}{h}} \]
\[ G = \frac{F \cdot h}{A \cdot \Delta x} \]
Àpẹẹrẹ Ìṣirò Iṣirò Iṣẹ́-ọwọ́
Ká sọ pé a ní búlọ́ọ̀kì irin kan pẹ̀lú agbègbè ìkọjá ti 2 cm² tí a fi agbára ìgé irun ti 400 N. Búlọ́ọ̀kì náà ní ìyípo ẹ̀gbẹ́ ti 0,1 cm ní gíga ti 10 cm. A lè ṣírò ìwọ̀n ìgé irun nípa lílo àwọn ìgbésẹ̀ wọ̀nyí:
1. Ṣírò ìfúnpá ìṣẹ́gun (\( \tau \)):
\[ \tau = \frac{F}{A} \]
\[ \tau = \ frac{400 \, \text{N}}{2 \, \ọrọ{cm}^2} \]
\[ \tau = 200 \, \ọrọ{N/cm}^2 \]
2. Ṣírò ìpele ìgé irun (\( \gamma \)):
\[ \gamma = \frac{\Delta x}{h} \]
\[ \gamma = \frac{0,1 \, \text{cm}}{10 \, \text{cm}} \]
\[ \gamma = 0,01 \]
3. Ṣírò ìwọ̀n ìṣẹ́rí (\( G \)):
\[ G = \frac{\tau}{\gamma} \]
\[ G = \frac{200 \, \text{N/cm}^2}{0,01} \]
\[ G = 20.000 \, \ọ̀rọ̀{N/cm}^2 \]
Nítorí náà, ìwọ̀n ìṣẹ́sẹ̀ ti ìró irin náà jẹ́ 20.000 N/cm².
Ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú Modulus of Elasticity
A sábà máa ń so mọ́ àpò ìṣẹ́rí (\( G \)) pẹ̀lú àpò ìṣẹ́rí tàbí àpò ìṣẹ́rí Young (\( E \)) àti ìpíndọ́gba Poisson (\( \nu \)). Ìbáṣepọ̀ láàrín àwọn pàrámítà mẹ́ta wọ̀nyí nínú ohun èlò isotropic kan (ohun èlò tí àwọn ànímọ́ rẹ̀ jọra ní gbogbo ìtọ́sọ́nà) ni:
\[ G = \ frac {E}{2(1 + \nu)} \]
iṣẹ́ mi:
– \( E \) ni modulus ti rirọ tabi modulus Young,
– \( \nu \) ni ipin Poisson.
Ohun elo Shear Modulus
Iṣẹ́ Shear modulus jẹ́ paramita pàtàkì nínú onírúurú iṣẹ́ ẹ̀rọ àti ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì. Àwọn àpẹẹrẹ díẹ̀ lára àwọn iṣẹ́ rẹ̀ ni:
1. Apẹẹrẹ Ilé: Nínú ṣíṣe àwòrán àwọn ilé, afárá, àti àwọn ilé mìíràn, àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ máa ń lo àwo ìṣẹ́rí láti rí i dájú pé ilé náà lágbára tó láti kojú àwọn ẹrù ìṣẹ́rí tó lè ṣẹlẹ̀.
2. Àwọn Ohun Èlò Alápapọ̀: A lo àpòlù Shear láti ṣe àyẹ̀wò agbára àti líle àwọn ohun èlò alápapọ̀ tí ó ní onírúurú ohun èlò. Èyí ṣe pàtàkì nínú àwọn ilé iṣẹ́ ọkọ̀ òfúrufú, ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́, àti iṣẹ́ ṣíṣe.
3. Ìṣàyẹ̀wò Ìsẹ̀lẹ̀: Nínú ìṣàyẹ̀wò ìsẹ̀lẹ̀, a lo ìwọ̀n ìṣẹ́lẹ̀ ilẹ̀ àti àpáta láti sọ àsọtẹ́lẹ̀ ìhùwàsí ilẹ̀ ti àwọn ilé tí ó dúró lórí wọn.
4. Àwọn ohun èlò ìṣẹ̀dá ara: Nínú iṣẹ́ ìṣègùn ara, a ń ṣe àyẹ̀wò àwọn ohun èlò ìṣẹ́dá ara ti àwọn ohun èlò ìṣẹ̀dá ara, bí egungun àti iṣan ara, láti mọ bí àwọn ohun èlò ìṣẹ̀dá ara wọ̀nyí ṣe ń hùwà sí àwọn ẹrù ìṣẹ̀dá ara àti láti ṣe àwọn ohun èlò ìtọ́jú ara tó yẹ.
Wíwọ̀n Iṣẹ́ Rírẹ́ Modulus
A le ṣe awọn wiwọn Shear modulus nipa lilo awọn ọna pupọ, pẹlu:
1. Idanwo Ige Taara: Ọna yii ni lilo agbara gige taara si apẹẹrẹ ohun elo kan ati wiwọn wahala ati igara ti o waye. A lo ẹrọ idanwo gige lati ṣe awọn wiwọn wọnyi.
2. Idanwo Irora: Ninu idanwo iyipo, a maa n lo apẹẹrẹ ohun elo kan lati yipo tabi yiyi. A n won iyipo ti a lo ati igun iyipo lati ṣe iṣiro modulus gige.
3. Ìdánwò Onígbà-díẹ̀: A tún lè ṣe àwọn ìwọ̀n onígbà-díẹ̀ nípa lílo àwọn ọ̀nà onígbà-díẹ̀, níbi tí a ti ń fi ìgbì tàbí ìyípo ṣe àpẹẹrẹ náà, a sì ń ṣe àyẹ̀wò ìdáhùn ohun èlò náà láti pinnu onígbà-díẹ̀ náà.
Àwọn Ohun Tó Ní ipa lórí Iṣẹ́ Rírẹ Modulus
Ọpọlọpọ awọn okunfa ti o le ni ipa lori iye shear modulus ti ohun elo kan pẹlu:
1. Ìṣẹ̀dá Ohun Èlò: Irú àti ìwọ̀n àwọn ohun èlò nínú ohun èlò oníṣọ̀kan lè ní ipa lórí ìwọ̀n ìṣẹ́dá.
2. Iwọn otutu: Iwọn irun ti ohun elo kan maa n dinku nigbati iwọn otutu ba n pọ si.
3. Àwọn Ipò Àyíká: Fífi ara hàn sí àwọn àyíká oníwà ipá, bí ọ̀rinrin gíga tàbí àwọn kẹ́míkà oníbàjẹ́, lè ní ipa lórí àwọn ohun èlò ìgé irun.
4. Ìṣètò kékeré: Ìṣètò kékeré ti ohun èlò náà, bí ìwọ̀n ọkà àti ìpínkiri ìpele, tún ní ipa lórí ìwọ̀n shear.
Ipari
Mọ́dùlù ìṣẹ́dá jẹ́ pílánẹ́ẹ̀tì pàtàkì kan tí ó ṣàlàyé líle ohun èlò kan lòdì sí ìyípadà ìṣẹ́dá. Nípa lílo fọ́ọ̀mù \( G = \frac{\tau}{\gamma} \) àti ìbáṣepọ̀ rẹ̀ pẹ̀lú mọ́ọ̀dùlù ìṣẹ́dá àti ìpíndọ́gba Poisson, a lè ṣàyẹ̀wò àti ṣe àgbékalẹ̀ onírúurú àwọn ìṣètò àti àwọn èròjà tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìmọ̀ ẹ̀rọ àti àwọn ohun èlò ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì. Òye tí ó dára nípa mọ́ọ̀dùlù ìṣẹ́dá náà fún àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ àti àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì láyè láti yan àwọn ohun èlò tí ó yẹ kí wọ́n sì ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ètò tí ó ní ààbò àti tí ó munadoko. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, àwọn ọ̀nà ìwọ̀n àti àwọn kókó tí ó ní ipa lórí mọ́ọ̀dùlù ìṣẹ́dá náà fúnni ní òye síwájú síi nípa àwọn ànímọ́ àwọn ohun èlò àti bí wọ́n ṣe ń hùwà lábẹ́ àwọn ipò iṣẹ́ tí ó yàtọ̀ síra.
