תפריט חיפוש

פלדה: אינטואיציה בהנדסה - עלולה להטעות

14 מאי, 2023 |
ד"ר אברהם בן עזרא

התנהגות הפלדה במאמצי מתיחה מפתיעה ואינה ניתנת לניבוי.

להלן מובא גרף המתאר פלדת בניין - מאמץ לעומת מעוות; המאמץ מתואר בגרף בק"ג/סמ"ר והמעוות באחוזים (מידת התארכותו של מוט פלדה מהסוג הנ"ל, שהוא סוג שכיח ומקובל, בפעול עליו מאמץ מתיחה).

 עינינו הרואות כי במרווח המסומן א', שהוא התנהגות הפלדה במאמץ בטווח אפס עד 2,400 ק"ג/סמ"ר, היחס בין המאמץ לבין המעוות הוא ליניארי. היחס הליניארי מתקיים עד למעוות (התארכות) של 0.1%.

מרווח ב' מפתיע את המתבונן - מבלי להפעיל לחץ יותר גדול מהערך 2,400 ק"ג/סמ"ר, הפלדה מתארכת, והמעוות מגיע לכדי 2%!

האינטואיציה לא מסוגלת לנבא מצב זה, וכאן המקום להדגיש את דברי פרופ' יצחק אלפן ז"ל, המכוונים לכלל ההנדסה האזרחית - "הניסיון אינו תחליף לידע, והאינטואיציה אינה תחליף לחישובים".

לאמור, יש לדעת כיצד הפלדה מתנהגת, ולחשב את המבנים בהתאם.

המרווח ב' מכונה תחום הנזילה.

בהמשך, משמופעל על הפלדה מאמץ נוסף, התנהגות הפלדה היא על פי מרווח ג', שבסופו - בסביבות מעוות של 20% - חל ההרס. מרווח ג' הוא האזור הפלסטי, בו הפלדה מגיעה למאמץ מקסימלי של 3,700-3,600 ק"ג/סמ"ר.

כמובן שלגבי סוגי פלדה אחרים, בדרך כלל משופרים ביחס לדוגמא המספרית לעיל, יש נתונים אחרים.

בהתאם לתיאור הנ"ל, ברור כי החומר מפתיע את מי שבא להשתמש בו, ועל כן הגדיר ד"ר בלוסטוצקי בוריס [בספרו "מבני פלדה 1", בהוצאת אוניברסיטת אריאל] את התנהגות הפלדה במילים אלו: "הערכים המתקבלים בניסוי זה (ניסוי העמסת הפלדה במשיכה איטית) - הם המאלפים ביותר, מבחינת התנהגות הפלדה בהעמסה".

 

טוען סינון...ajaxSpinner