इस्पात संरचनाओं पर उपज शक्ति का प्रभाव

उपज शक्ति क्या है?
दउपज शक्तिस्टील के तनाव स्तर को संदर्भित करता है जिसमें तन्यता या संपीड़न भार के तहत स्टील में प्लास्टिक विरूपण शुरू होता है। तन्यता परीक्षण में,स्टील के तनाव-तनाव वक्र में एक स्पष्ट रैखिक खंड है, जिसे लोचदार चरण कहा जाता है, जिसके बाद वक्र झुकना शुरू होता है और प्लास्टिक चरण में प्रवेश करता है। उपज शक्ति इस वक्र पर बिंदु को संदर्भित करती है, अर्थात,तनाव मूल्य जिस पर स्टील सतत प्लास्टिक विरूपण से गुजरना शुरू होता है.

उपज शक्ति का विस्तृत विवरण

उपज शक्ति, जिसे उपज सीमा के रूप में भी जाना जाता है, आमतौर पर प्रयोग किया जाने वाला प्रतीक δs, सामग्री उपज के लिए महत्वपूर्ण तनाव मूल्य है।

●उपज की स्पष्ट घटना वाले सामग्रियों के लिए, उपज शक्ति उपज बिंदु पर तनाव (उपज मूल्य) है;

●जिस सामग्री के लिए उपज घटना स्पष्ट नहीं है, तनाव जब तनाव और तनाव के बीच रैखिक संबंध का सीमा विचलन एक निर्दिष्ट मूल्य (आमतौर पर 0.मूल गेज की लंबाई का 2%)यह आमतौर पर ठोस सामग्री के यांत्रिक और यांत्रिक गुणों के मूल्यांकन सूचकांक के रूप में प्रयोग किया जाता है और सामग्री की वास्तविक उपयोग सीमा है।क्योंकि तनाव सामग्री की उपज सीमा से अधिक होने के बाद गर्दन होने के कारण होता है, तनाव बढ़ जाता है, जिससे सामग्री क्षतिग्रस्त हो जाती है और सामान्य रूप से उपयोग करने में असमर्थ हो जाती है।

जब तनाव लोचदार सीमा से अधिक हो जाता है और उपज चरण में प्रवेश करता है, तो विरूपण तेजी से बढ़ जाता है। इस समय, लोचदार विरूपण के अलावा, कुछ प्लास्टिक विरूपण भी होता है।जब तनाव बिंदु बी तक पहुँचता है, प्लास्टिक तनाव तेजी से बढ़ता है और तनाव और तनाव में थोड़ा उतार-चढ़ाव होता है। इस घटना को yielding कहा जाता है।ऊपरी उपज बिंदु और निचले उपज बिंदु शब्द इस स्थान पर उच्चतम और निम्नतम तनावों को संदर्भित करते हैंचूंकि निचले उपज बिंदु का मूल्य अपेक्षाकृत स्थिर है, इसलिए इसका उपयोग सामग्री प्रतिरोध के संकेतक के रूप में किया जाता है, जिसे उपज बिंदु या उपज शक्ति (ReL या Rp0.2) कहा जाता है।

कुछ स्टील्स (जैसे उच्च कार्बन स्टील) में कोई स्पष्ट yield घटना नहीं होती है। जब एक छोटी मात्रा में प्लास्टिक विरूपण (0.2%) होता है तो तनाव आमतौर पर स्टील की yield strength के रूप में उपयोग किया जाता है,जिसे सशर्त उपज शक्ति कहा जाता है.

सबसे पहले, सामग्री के बल विरूपण की व्याख्या कीजिए। The deformation of materials is divided into elastic deformation (the original shape can be restored after the external force is removed) and plastic deformation (the original shape cannot be restored after the external force is removed, और आकार बदलता है, लम्बा या छोटा हो जाता है) ।

उपज शक्ति के मानदंड

निर्माण परियोजनाओं में आम तौर पर उपयोग किए जाने वाले तीन उपज मानक हैंः

●आनुपातिक अंतिम तनाव- तनाव वक्र पर उच्चतम तनाव जो एक रैखिक संबंध के अनुरूप है। इसे अक्सर अंतरराष्ट्रीय स्तर पर σp द्वारा व्यक्त किया जाता है। जब σp से अधिक हो जाता है, तो σp के लिए सबसे अधिक तनाव होता है।यह माना जाता है कि सामग्री उपज देने लगती है।.

●लचीलापन सीमा नमूना लोड किया जाता है और फिर उतार दिया जाता है। अधिकतम तनाव जिस पर सामग्री पूरी तरह से लोचदार रूप से पुनर्प्राप्त कर सकती है वह इस मानदंड पर आधारित है कि कोई अवशिष्ट स्थायी विरूपण नहीं होता है।अंतर्राष्ट्रीय स्तर पर इसका प्रतिनिधित्व आमतौर पर Rel द्वारा किया जाता है।जब तनाव Rel से अधिक हो जाता है, तो सामग्री को झुकने के लिए माना जाता है।

●उपज शक्ति निर्दिष्ट अवशिष्ट विरूपण पर आधारित है। उदाहरण के लिए, 0.2% अवशिष्ट विरूपण के तनाव को आमतौर पर उपज शक्ति के रूप में उपयोग किया जाता है, और प्रतीक Rp0 है।2.

उपज शक्ति को प्रभावित करने वाले कारक

आंतरिक कारक

1अनाज का आकार और अनाज की सीमाएं:

अनाज के आकार और अनाज की सीमाओं का सामग्री की उपज शक्ति पर प्रभाव पड़ता है।छोटे अनाज आकार और अधिक अनाज सीमाओं के साथ सामग्री उच्च उपज ताकत है क्योंकि अनाज सीमाओं विस्थापन की आवाजाही को बाधित कर सकते हैं, जिससे सामग्री की ताकत बढ़ जाती है।

2जाली के दोष:
जाली दोषों में बिंदु दोष (जैसे रिक्त स्थान, अशुद्धियां आदि) और रेखा दोष (जैसे विस्थापन आदि) शामिल हैं।जाली दोषों की उपस्थिति सामग्री की उपज शक्ति को कम करती है क्योंकि वे विस्थापन के लिए प्रारंभिक बिंदुओं के रूप में कार्य कर सकते हैं, जिससे सामग्री प्लास्टिक विरूपण के लिए अतिसंवेदनशील हो जाती है।

3मिश्र धातु तत्व सामग्रीः
मिश्र धातु तत्वों के अतिरिक्त सामग्री की जाली संरचना और शक्ति विशेषताओं को बदल सकता है।मिश्र धातु तत्वों के अतिरिक्त सामग्री की उपज ताकत में वृद्धि होगीउदाहरण के लिए, कार्बन तत्वों को जोड़कर स्टील की प्रतिफल शक्ति में वृद्धि की जा सकती है।

4अशुद्धता सामग्रीः
अशुद्धियों की उपस्थिति सामग्री की जाली संरचना और प्रदर्शन विशेषताओं को प्रभावित करेगी, जिससे सामग्री की उपज शक्ति प्रभावित होगी।अशुद्धियों की मात्रा जितनी कम होगी, सामग्री की उपज शक्ति जितनी अधिक होगी।

5पिघलने की प्रक्रिया:
पिघलने की प्रक्रिया का अनाज संरचना और सामग्री के संगठनात्मक रूप पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, जो बदले में सामग्री की उपज शक्ति को प्रभावित करता है।उचित पिघलने की प्रक्रिया से अच्छी जाली संरचना और संगठनात्मक रूप प्राप्त हो सकता है, जिससे सामग्री की उपज शक्ति में सुधार होता है।

बाहरी कारक

1तापमानः
तापमान एक महत्वपूर्ण बाह्य कारक है जो सामग्री की उपज शक्ति को प्रभावित करता है। आम तौर पर, जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, सामग्री की उपज शक्ति कम हो जाती है।इसका कारण यह है कि उच्च तापमान सामग्री में परमाणुओं या आयनों के कंपन को बढ़ाएगा, जिससे सामग्री की क्रिस्टलीकरण शक्ति कम हो जाती है।

2. तनाव दर:
तनाव दर लोड होने पर एक सामग्री की विरूपण दर को संदर्भित करती है। उच्च तनाव दर आमतौर पर सामग्री की उपज शक्ति में वृद्धि का कारण बनती है,जबकि कम तनाव दरों के कारण उपज शक्ति में कमी आती हैइसका कारण यह है कि उच्च गति से लोड करने से सामग्री में विस्थापन घनत्व बढ़ जाता है, जिससे उपज शक्ति बढ़ जाती है।

3. आर्द्रता और संक्षारण:
आर्द्रता और संक्षारण वातावरण सामग्री की सतह की स्थिति और रासायनिक संरचना को प्रभावित करेगा, जिससे सामग्री की उपज शक्ति प्रभावित होगी। विशेष रूप से धातु सामग्री के लिए,आर्द्रता और संक्षारण सामग्री की संक्षारण थकान और हाइड्रोजन embrittlement में तेजी लाएगा, जिसके परिणामस्वरूप उपज शक्ति में कमी आती है।

4लोड करने की दिशाः
एक सामग्री की उपज शक्ति आमतौर पर लोडिंग दिशा के साथ बदलती है। एक दिशात्मक लोडिंग परिस्थितियों में एक सामग्री की उपज शक्ति लोडिंग दिशा के साथ बदल सकती है,विशेष रूप से एनिज़ोट्रोपिक सामग्री के लिए.

5प्रेस्ट्रेस:
प्रेस्ट्रेस का तात्पर्य लोड होने से पहले सामग्री पर लगाए गए स्थैतिक तनाव से होता है। उचित प्रेस्ट्रेसिंग सामग्री की उपज शक्ति को बढ़ा सकती है, जिससे इसे अधिक भार सहन करने की क्षमता मिलती है।

6.पर्यावरण की स्थिति:
पर्यावरणीय परिस्थितियाँ, जैसे कि ऑक्सीजन सामग्री, विकिरण आदि, सामग्री की उपज शक्ति को भी प्रभावित कर सकती हैं। विशेष रूप से चरम पर्यावरणीय परिस्थितियों में, जैसे कि उच्च ऊंचाई,पानी के नीचे या रेडियोधर्मी वातावरण, सामग्री की उपज शक्ति गंभीर रूप से प्रभावित हो सकती है।

इस्पात संरचनाओं की प्रतिफल शक्ति से अधिक होने के क्या परिणाम होते हैं?

1प्लास्टिक विकृति में वृद्धिः
उपज शक्ति से अधिक होने के बाद, इस्पात संरचना प्लास्टिक चरण में प्रवेश करेगी, जिसके परिणामस्वरूप प्लास्टिक विरूपण बढ़ेगा। इसका मतलब है कि संरचना को बड़े विरूपण का सामना करना पड़ेगा,जो संरचनात्मक अस्थिरता या विफलता का कारण बन सकता है.

2बढ़ी हुई विकृति:
उपज शक्ति से अधिक होने के बाद संरचना का विकृति बढ़ेगी,जो संरचना के विक्षोभ और विरूपण को डिजाइन आवश्यकताओं से अधिक कर सकता है और संरचना के सामान्य उपयोग को प्रभावित कर सकता है.

3शक्ति हानि:
उपज शक्ति को पार करने के बाद, इस्पात की शक्ति कम हो सकती है, जिससे संरचना को बाद के भारों के तहत विफलता या ढहने की प्रवणता हो सकती है।

4स्थानीय अस्थिरता:
उपज शक्ति से अधिक होने के बाद, इस्पात संरचना के स्थानीय भागों में अस्थिरता हो सकती है, जैसे झुकाव, झुकाव अस्थिरता या झुकाव-टोरशन अस्थिरता,पूरे ढांचे की स्थिरता को खतरे में डालता है.

5दरारें और क्षतिः
उपज शक्ति से अधिक होने के बाद संरचना में दरारें हो सकती हैं, जिसके परिणामस्वरूप स्थानीय क्षति या समग्र विफलता हो सकती है।संरचना की सुरक्षा और विश्वसनीयता गंभीर रूप से प्रभावित होगी.

संरचना डिजाइन में इस्पात की उपज शक्ति को कैसे नियंत्रित किया जाए?

1उपयुक्त सामग्री का चयन:
उचित इस्पात सामग्री का चयन बीम इस्पात की प्रतिपादन शक्ति को नियंत्रित करने का पहला कदम है। डिजाइन आवश्यकताओं और संरचनात्मक भार के अनुसार,उचित प्रतिफल शक्ति के साथ इस्पात सामग्री का चयन किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि संरचना सामान्य उपयोग और अंतिम स्थितियों के तहत शक्ति आवश्यकताओं को पूरा कर सके.

2. क्रॉस सेक्शन आकार को नियंत्रित करें:
उचित क्रॉस-सेक्शन आकार डिजाइन के माध्यम से बीम की रिडंडेंस ताकत को नियंत्रित करें। बीम के क्रॉस-सेक्शन आकार को बढ़ाते हुए इसकी लोड-बेयरिंग क्षमता और रिडंडेंस ताकत बढ़ सकती है,इसे अधिक भार का सामना करने की अनुमति देना.

3बीम की स्पैन और समर्थन स्थितियों को नियंत्रित करें:
बीम के स्पाइन और समर्थन स्थितियों का इसकी प्रतिफल शक्ति पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। बीम के स्पाइन और समर्थन स्थितियों को तर्कसंगत रूप से डिजाइन करके,किरण के विचलन और तनाव एकाग्रता को कम किया जा सकता है, इस प्रकार इसकी उपज शक्ति को नियंत्रित करता है।

4. लोड संयोजनों पर विचार करें:
डिजाइन में विभिन्न भार संयोजनों पर विचार करें, जिसमें स्थायी भार, परिवर्तनीय भार, भूकंपीय भार आदि शामिल हैं।यह सुनिश्चित करने के लिए कि बीम की प्रतिफल शक्ति विभिन्न कार्य स्थितियों में आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है.

5उचित कनेक्शन डिजाइनः
बीम और समर्थन, स्तंभों और अन्य घटकों के बीच कनेक्शन का डिजाइन भी उनकी उपज शक्ति को प्रभावित करता है।स्थानीय अस्थिरता या उपज विफलता से बचने के लिए कनेक्टरों की ताकत और कठोरता डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं सुनिश्चित करें.

6सख्त गुणवत्ता नियंत्रण:
क्रॉस बीम्स के निर्माण और स्थापना प्रक्रिया के दौरान,सामग्री और प्रसंस्करण तकनीकों की गुणवत्ता को सख्ती से नियंत्रित किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि क्रॉस बीम की वास्तविक ताकत डिजाइन आवश्यकताओं के अनुरूप है.