خضوع (خواص المواد)

أشكال الإخفاق الميكانيكي
	تحنيب
	تآكل
	زحف
	كلال
	انكسار
	صدم
	انصهار
	فرط الحمل
	انهيار
	صدمة حرارية
	اهتراء
	خضوع
	• •

يعهد الخضوع في الهندسة الميكانيكية بأنه الحمل الذي تبدأ عنده المواد الصلبة المعرضة لإجهاد شد بالجريان، أوتغير شكلها باستمرار وهذا الحمل مقسوم على مساحة المبتر العرضي الأصلي. ويمكن تعريفه بأنه كمية الجهد في المادة الصلبة عند بداية التشوه الدائم. وقد تسمى نقطة الخضوع أيضا بحد المرونة حيث ينتهي عندها السلوك المرن ويبدأ السلوك اللدن. عندما تزال الإجهادات الأصغر من نقطة الخضوع تعود المادة إلى شكلها الأصلي. قد تكون نقطة الخضوع في بعض المواد غير محددة فيستعاض عنها بمقاومة الخضوع. ومقاومة الخضوع هوالإجهاد الذي تخضع عنده المادة لبعض التشوهات الدائمة وغالبا عند قيمة 0,2 %. تبدأ بعض المواد بالخضوع أوالجريان اللدن عند إجهاد محدد (نقطة الخضوع العليا) التي تهبط بسرعة إلى قيمة ثابتة سفلى (نقطة الخضوع الدنيا) عند استمرار التشوه. أي زيادة في الإجهاد بعد نقطة الخضوع يسبب تشوه دائم أكبر والانكسار لاحقا.

وتعتبر فهم نقطة الخضوع أساسية عند تصميم أجزاء الآلات حيث تمثل نقطة حدية عليا للإجهاد الذي يمكن تطبيقه. كما أنها مهمة في إنتاج وتصنيع المواد مثل الحدادة والدرفلة والكبس. وفي هندسة الإنشاءات يعتبر الخضوع أحد أنماط الانهيار غير الخطيرة والتي لا تسبب فشل كارثي مالم يسرع عملية التحنيب

التعريف

سلوك الخضوع النموذجي لسبائك غير حديدية.
1.حد المرونة الحقيقي
2.حد التناسب
3.حد المرونة
4.مقاومة الخضوع عند انفعال 0.2%

من الصعب غالبا تعريف الخضوع بسبب التنوع الكبير لمنحنيات الإجهاد-الانفعال للمواد. بالإضافة، يوجد عدة طرق ممكنة لتعريف الخضوع:

حد المرونة الحقيقي: هوأقل إجهاد تتحرك عنده الانخلاعات. ونادرا ما يستخدم هذا التعريف لأن الانخلاعات تتحرك عند إجهادات منخفضة جدا، والكشف عن هذه الحركة قاسي جدا.
حد التناسب: يكون الإجهاد تحت هذه القيمة متناسبا مع الانفعال وفق قانون هوك، فيكون منحني الإجهاد-الانفعال خطا مستقيما، ويمثل ميل هذا الخط معامل المرونة للمادة.
حد المرونة (مقاومة الخضوع): تكون التشوهات بعد حد المرونة دائمة. وهوأقل إجهاد يمكن حتى تقاس عنده التشوهات الدائمة. وهذا يحتاج عملية يدوية من التحميل ثم نزع التحميل وتعتمد الدقة علة الجهاز ومهارة المستخدم. وحد المرونة للوحدات المرنة مثل المطاط أكبر من حد التناسب. كما أظهرت قياسات الانفعال الدقيقة حتى الانفعال اللدن يبدأ عند إجهادات منخفضة.
نقطة الخضوع المتجاوزة (إجهاد الضمان): وهي أكثر قياسات القوى استخداما للمعادن، ويمكن إيجادها من منحني الإجهاد-الانفعال كما يظهر في الشكل. ويستخدم الإجهاد اللدن الاصطلاحي 0.2 % لتعريف نقطة الخضوع المتجاوزة وقد تستخدم قيم أخرى اعتمادا على المادة والتطبيقات. وقيمة التجاوز تخط كلاحقة سفلية مثل، R_p0.2=310 MPa. وفي بعض المواد التي ليس لها منطقة خطية جوهرية ولذلك تعهد قيم للإجهاد محددة بدلا عنها. ومع حتى هذه الكيفية تبدواعتباطية، فإن هذه الطريقة لا تسمح بمقارنة عادلة للمواد.

نقطة الخضوع العليا ونقطة الخضوع الدنيا: بعض المعادن مثل الفولاذ الطري أوالمطاوع mild steel تصل إلى نقطة خضوع عليا قبل حتى تهبط بسرعة إلى نقطة خضوع دنيا. واستجابة المادة خطية حتى نقطة الخضوع العليا ولكن نقطة الخضوع الدنيا تستخدم في هندسة الإنشاءات كقيمة تحفظية. إذا أجهد المعدن حتى نقطة الخضوع العليا وما بعدها فقد تتشكل أحزمة لودر Lüder band.

المراجع

^ الموسوعة البريطانية
^ G. Dieter, Mechanical Metallurgy, McGraw-Hill, 1986
^ Flinn, Richard A. (1975). Engineering Materials and their Applications. Boston: Houghton Mifflin Company. p. 61. ISBN . Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
^ Kumagai, Naoichi (15 February 1978). "Long-term Creep of Rocks: Results with Large Specimens Obtained in about 20 Years and Those with Small Specimens in about ثلاثة Years". Journal of the Society of Materials Science (Japan). Japan Energy Society. 27 (293): 157–161. Retrieved 2008-06-16. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
^ Degarmo, p. 377.