كيفية حساب نسبة الصلابة

كيفية حساب نسبة الصلابة

في التصميم الهندسي والتحليل الهيكلي، تعد نسبة الصلابة معلمة مهمة تقيس الصلابة النسبية للهيكل أو المادة عند تعرضها للضغط. تختلف طريقة حساب نسبة الصلابة حسب سيناريو التطبيق. ستقدم هذه المقالة طريقة حساب نسبة الصلابة بالتفصيل وستوفر بيانات منظمة لسهولة الفهم.

1. تعريف نسبة الصلابة

تشير نسبة الصلابة إلى نسبة صلابة هيكلين أو مادتين تحت نفس ظروف الضغط. يتم تعريف الصلابة عادةً على أنها نسبة القوة إلى الإزاحة، أي القوة المطلوبة لكل وحدة إزاحة. صيغة حساب نسبة الصلابة هي كما يلي:

من بينها، F هي القوة المؤثرة، وδ₁ وδ₂ هما إزاحة الهيكلين أو المواد الخاضعة للقوة.

2. طريقة حساب نسبة الصلابة

تختلف طريقة حساب نسبة الصلابة وفقًا لسيناريوهات التطبيق المحددة. فيما يلي عدة طرق شائعة لحساب نسبة الصلابة:

1. نسبة صلابة الشعاع

بالنسبة لهياكل العوارض، يمكن حساب نسبة الصلابة من صلابة الانحناء. صيغة صلابة الانحناء هي:

صيغة حساب نسبة صلابة الحزمة هي: نسبة الصلابة = (E₁ × I₁) / (E₂ × I₂).

2. نسبة صلابة الربيع

بالنسبة لأنظمة الزنبرك، يمكن حساب نسبة الصلابة من ثابت الزنبرك. صيغة ثابت الربيع هي:

صيغة حساب نسبة صلابة الزنبرك هي: نسبة الصلابة = k₁ / k₂.

3. نسبة صلابة الهيكل

بالنسبة للهياكل المعقدة، يمكن الحصول على نسبة الصلابة من خلال تحليل العناصر المحدودة أو القياس التجريبي. فيما يلي طرق حساب شائعة لنسبة الصلابة الهيكلية:

3. تطبيق نسبة الصلابة

تستخدم نسبة الصلابة على نطاق واسع في التصميم الهندسي والتحليل الهيكلي. فيما يلي بعض سيناريوهات التطبيق النموذجية:

4. ملخص

تعد نسبة الصلابة معلمة مهمة لقياس الصلابة النسبية للهيكل أو المادة، وتختلف طريقة حسابها وفقًا لسيناريو التطبيق. توضح هذه المقالة طرق حساب نسب الصلابة للحزم والينابيع والهياكل المعقدة وتوفر بيانات منظمة لسهولة الفهم. في التطبيقات العملية، يعد الحساب الدقيق لنسبة الصلابة ذا أهمية كبيرة للتصميم الهندسي والتحليل الهيكلي.