الفشل النهائي
في الهندسة الميكانيكية ، يُشير مصطلح "الفشل النهائي" إلى انكسار المادة. وبشكل عام، يوجد نوعان من الفشل: الكسر والانبعاج . يحدث كسر المادة عندما يمتد شق داخلي أو خارجي، مُسبباً تمدداً في عرضها أو طولها. في حالة الفشل النهائي، ينتج عن ذلك كسر واحد أو أكثر في المادة. أما الانبعاج، فيحدث عند تطبيق أحمال ضغط على المادة بدلاً من تشققها. وهذا غير مرغوب فيه، لأن معظم الأدوات المصممة لتكون مستقيمة ستكون غير فعالة إذا كانت منحنية. إذا استمر الانبعاج، فإنه سيُولد شداً على الجانب الخارجي للانحناء وضغطاً على الجانب الداخلي، مما قد يؤدي إلى كسر المادة.
في الهندسة، توجد أنواع متعددة من الأعطال تبعًا لتطبيق المادة. في العديد من تطبيقات الآلات، أي تغيير في الجزء نتيجةً للتشوه سيؤدي إلى استبدال قطعة الآلة. مع أن هذا التشوه أو ضعف المادة ليس التعريف التقني للفشل النهائي، إلا أن القطعة تكون قد فشلت. في معظم التطبيقات التقنية، نادرًا ما يُسمح للقطع بالوصول إلى نقطة فشلها النهائي أو كسرها، بل تُزال عند ظهور أولى علامات التآكل الملحوظ كإجراء احترازي.
يوجد نوعان رئيسيان من الكسور: الهشة والمطيلة. ويعتمد حدوث كل نوع على مطيلية المادة . يحدث الكسر الهش مع تشوه لدني ضئيل أو معدوم قبل الكسر. مثال على ذلك هو شدّ إناء فخاري أو قضيب، فعند شده لن يتقلص أو يستطيل، بل سينكسر إلى قطعتين أو أكثر. أما عند تطبيق إجهاد شد على مادة مطيلة، فبدلاً من أن تنكسر فوراً، ستستطيل المادة. تبدأ المادة بالاستطالة بشكل منتظم حتى تصل إلى نقطة الخضوع ، ثم تبدأ بالتقلص. عند حدوث التقلص، تبدأ المادة بالتمدد أكثر في المنتصف ويقل نصف قطرها. بمجرد بدء ذلك، تكون المادة قد دخلت مرحلة تسمى التشوه اللدني. عندما تصل المادة إلى أقصى مقاومة شد لها ، ستستطيل بسهولة أكبر حتى تصل إلى نقطة الفشل النهائية وتنكسر.
انظر أيضاً
مراجع
- عمليات تصنيع المواد الهندسية، الطبعة الخامسة
- هندسة الموثوقية
- صيانة