దారితనం బలం (యీల్డ్ స్ట్రెంగ్త్)

దారితనం బలం (యీల్డ్ స్ట్రెంగ్త్) అంటే ఏమిటి?#

దారితనం బలం అనేది ఒక పదార్ధ లక్షణం, ఇది ఒక పదార్ధంలో శాశ్వత వికృతిని కలిగించడానికి అవసరమైన ఒత్తిడి మొత్తాన్ని సూచిస్తుంది. ఇది ఇంజనీరింగ్ రూపకల్పనలో ఒక ముఖ్యమైన పారామితి, ఎందుకంటే ఇది ప్లాస్టిక్ వికృతి చెందకుండా ఒక పదార్ధం తట్టుకోగల గరిష్ట భారాన్ని నిర్ణయిస్తుంది.

ముఖ్య అంశాలు#

• దారితనం బలం అనేది ఒక పదార్ధం ప్లాస్టిక్ గా వికృతి చెందడం ప్రారంభించే ఒత్తిడి.
• ఇది ఒక పదార్ధం యొక్క శాశ్వత వికృతికి నిరోధకత కొలత.
• దారితనం బలం సాధారణంగా టెన్సైల్ పరీక్ష చేయడం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.
• ఒక పదార్ధం యొక్క దారితనం బలం దాని కూర్పు, సూక్ష్మ నిర్మాణం మరియు ఉష్ణ చికిత్స ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది.
• దారితనం బలం ఇంజనీరింగ్ రూపకల్పనలో ఒక ముఖ్యమైన పారామితి, ఎందుకంటే ఇది ప్లాస్టిక్ వికృతి చెందకుండా ఒక పదార్ధం తట్టుకోగల గరిష్ట భారాన్ని నిర్ణయిస్తుంది.

దారితనం బలం సూత్రం#

దారితనం బలం అనేది ఒక పదార్ధ లక్షణం, ఇది ఒక పదార్ధంలో శాశ్వత వికృతిని కలిగించడానికి అవసరమైన ఒత్తిడి మొత్తాన్ని కొలుస్తుంది. ఇది ఇంజనీరింగ్ రూపకల్పనలో ఒక ముఖ్యమైన పారామితి, ఎందుకంటే ఇది ప్లాస్టిక్ వికృతి చెందకుండా ఒక పదార్ధం తట్టుకోగల గరిష్ట భారాన్ని నిర్ణయిస్తుంది.

సూత్రం#

ఒక పదార్ధం యొక్క దారితనం బలం క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి నిర్ణయించబడుతుంది:

$$ Yield strength = Ultimate tensile strength / Factor of safety $$

ఇక్కడ:

• దారితనం బలం అనేది పదార్ధం ప్లాస్టిక్ గా వికృతి చెందడం ప్రారంభించే ఒత్తిడి.
• అంతిమ తన్యత బలం అనేది పదార్ధం విఫలమయ్యే ముందు అది తట్టుకోగల గరిష్ట ఒత్తిడి.
• భద్రతా కారకం అనేది పదార్ధ లక్షణాలు మరియు రూపకల్పన పరిస్థితులలోని అనిశ్చితులను పరిగణనలోకి తీసుకోవడానికి ఉపయోగించే సంఖ్య.

ఉదాహరణ#

ఉదాహరణకు, ఒక పదార్ధానికి 100 MPa అంతిమ తన్యత బలం మరియు 2 భద్రతా కారకం ఉంటే, దాని దారితనం బలం 50 MPa అవుతుంది. దీని అర్థం ప్లాస్టిక్ వికృతి చెందకుండా ఆ పదార్ధం 50 MPa గరిష్ట ఒత్తిడిని తట్టుకోగలదు.

ఒక పదార్ధం యొక్క దారితనం బలం అనేది వివిధ ఇంజనీరింగ్ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించే ఒక ముఖ్యమైన పదార్ధ లక్షణం. ఇది ఒక పదార్ధంలో శాశ్వత వికృతిని కలిగించడానికి అవసరమైన ఒత్తిడి మొత్తాన్ని కొలుస్తుంది మరియు ప్లాస్టిక్ వికృతి చెందకుండా ఒక పదార్ధం తట్టుకోగల గరిష్ట భారాన్ని నిర్ణయించడానికి ఇది ఉపయోగించబడుతుంది.

ఒత్తిడి-వికృతి వక్రరేఖ#

ఒత్తిడి-వికృతి వక్రరేఖ అనేది ఒక పదార్ధంలో ఒత్తిడి మరియు వికృతి మధ్య సంబంధాన్ని గ్రాఫికల్ గా సూచించే విధానం. ఇది ఒక పదార్ధం యొక్క దారితనం బలం, అంతిమ తన్యత బలం మరియు స్థితిస్థాపకత గుణకం వంటి యాంత్రిక లక్షణాలను నిర్ణయించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

ఒత్తిడి#

ఒత్తిడి అనేది ఒక పదార్ధంపై పనిచేసే యూనిట్ వైశాల్యానికి బలం. ఇది ఒక పదార్ధంపై ప్రయోగించిన బలాన్ని పదార్ధం యొక్క క్రాస్-సెక్షనల్ వైశాల్యంతో భాగించడం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది. ఒత్తిడి యొక్క SI యూనిట్ పాస్కల్ (Pa), ఇది ఒక చదరపు మీటరుకు ఒక న్యూటన్ (N/m²) కు సమానం.

వికృతి#

వికృతి అనేది భారం కింద ఒక పదార్ధం యొక్క వైకల్యం. ఇది ఒక పదార్ధం యొక్క పొడవులో మార్పును దాని అసలు పొడవుతో భాగించడం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది. వికృతి యొక్క SI యూనిట్ మీటర్ కు మీటర్ (m/m), దీనిని వికృతి యూనిట్ అని కూడా పిలుస్తారు.

ఒత్తిడి-వికృతి వక్రరేఖ#

ఒత్తిడి-వికృతి వక్రరేఖ అనేది ఒక పదార్ధం కోసం ఒత్తిడి మరియు వికృతి యొక్క ప్లాట్. ఈ వక్రరేఖను మూడు ప్రాంతాలుగా విభజించవచ్చు:

• స్థితిస్థాపక ప్రాంతం: స్థితిస్థాపక ప్రాంతంలో, పదార్ధం స్థితిస్థాపకంగా వికృతి చెందుతుంది, అంటే భారం తొలగించబడినప్పుడు అది దాని అసలు ఆకారానికి తిరిగి వస్తుంది. స్థితిస్థాపక ప్రాంతంలో ఒత్తిడి-వికృతి వక్రరేఖ యొక్క వాలు స్థితిస్థాపకత గుణకం లేదా యంగ్ గుణకం.
• ప్లాస్టిక్ ప్రాంతం: ప్లాస్టిక్ ప్రాంతంలో, పదార్ధం ప్లాస్టిక్ గా వికృతి చెందుతుంది, అంటే భారం తొలగించబడినప్పుడు అది దాని అసలు ఆకారానికి తిరిగి రాదు. పదార్ధం ప్లాస్టిక్ గా వికృతి చెందడం ప్రారంభించే ఒత్తిడిని దారితనం బలం అంటారు.
• విఫలత ప్రాంతం: విఫలత ప్రాంతంలో, పదార్ధం విఫలమవుతుంది, అంటే అది విరిగిపోతుంది లేదా చీలిపోతుంది. పదార్ధం విఫలమయ్యే ఒత్తిడిని అంతిమ తన్యత బలం అంటారు.

ఒత్తిడి-వికృతి వక్రరేఖల అనువర్తనాలు#

ఒత్తిడి-వికృతి వక్రరేఖలు పదార్ధాల యాంత్రిక లక్షణాలను నిర్ణయించడానికి ఉపయోగించబడతాయి, అవి వాటి దారితనం బలం, అంతిమ తన్యత బలం మరియు స్థితిస్థాపకత గుణకం. ఈ లక్షణాలు సురక్షితమైన మరియు సమర్థవంతమైన నిర్మాణాలు మరియు యంత్రాలను రూపకల్పన చేయడానికి ముఖ్యమైనవి.

ఒత్తిడి-వికృతి వక్రరేఖలు ఉష్ణోగ్రత, పీడనం మరియు లోడింగ్ రేటు వంటి వివిధ పరిస్థితులలో పదార్ధాల ప్రవర్తనను అధ్యయనం చేయడానికి కూడా ఉపయోగించబడతాయి. ఈ సమాచారం కొత్త పదార్ధాలను అభివృద్ధి చేయడానికి మరియు ఇప్పటికే ఉన్న పదార్ధాల పనితీరును మెరుగుపరచడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

ఒత్తిడి-వికృతి వక్రరేఖలు పదార్ధాల యాంత్రిక లక్షణాలను అర్థం చేసుకోవడానికి ఒక విలువైన సాధనం. అవి సురక్షితమైన మరియు సమర్థవంతమైన నిర్మాణాలు మరియు యంత్రాలను రూపకల్పన చేయడానికి మరియు వివిధ పరిస్థితులలో పదార్ధాల ప్రవర్తనను అధ్యయనం చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి.

దారితనం బలం గ్రాఫ్#

దారితనం బలం గ్రాఫ్ అనేది ఒక పదార్ధం యొక్క దారితనం బలం మరియు దాని ప్లాస్టిక్ వికృతి మధ్య సంబంధాన్ని గ్రాఫికల్ గా సూచించే విధానం. ఇది ఒక రకమైన ఒత్తిడి-వికృతి వక్రరేఖ, ఇది పదార్ధం యొక్క దారితనం బలాన్ని నిర్ణయించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది పదార్ధం ప్లాస్టిక్ గా వికృతి చెందడం ప్రారంభించే ఒత్తిడి.

దారితనం బలం#

దారితనం బలం అనేది ప్లాస్టిక్ వికృతి చెందకుండా ఒక పదార్ధం తట్టుకోగల గరిష్ట ఒత్తిడి. ఇది భాగాలు మరియు నిర్మాణాలను రూపకల్పన చేయడానికి మరియు ఇంజనీరింగ్ చేయడానికి ఉపయోగించే ఒక ముఖ్యమైన యాంత్రిక లక్షణం. ఒక పదార్ధం యొక్క దారితనం బలం పదార్ధం యొక్క కూర్పు, సూక్ష్మ నిర్మాణం మరియు ఉష్ణ చికిత్స వంటి అనేక అంశాల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

దారితనం బలం గ్రాఫ్#

దారితనం బలం గ్రాఫ్ అనేది ఒక పదార్ధంపై ప్రయోగించిన ఒత్తిడి మరియు ఫలితంగా వచ్చే ప్లాస్టిక్ వికృతి యొక్క ప్లాట్. గ్రాఫ్ సాధారణంగా రెండు ప్రాంతాలుగా విభజించబడింది: స్థితిస్థాపక ప్రాంతం మరియు ప్లాస్టిక్ ప్రాంతం.

• స్థితిస్థాపక ప్రాంతం: స్థితిస్థాపక ప్రాంతంలో, పదార్ధం స్థితిస్థాపకంగా వికృతి చెందుతుంది, అంటే ఒత్తిడి తొలగించబడినప్పుడు అది దాని అసలు ఆకారానికి తిరిగి వస్తుంది.
• ప్లాస్టిక్ ప్రాంతం: ప్లాస్టిక్ ప్రాంతంలో, పదార్ధం ప్లాస్టిక్ గా వికృతి చెందుతుంది, అంటే ఒత్తిడి తొలగించబడినప్పుడు అది దాని అసలు ఆకారానికి తిరిగి రాదు.

దారితనం బలం అనేది పదార్ధం స్థితిస్థాపక ప్రాంతం నుండి ప్లాస్టిక్ ప్రాంతానికి మారే ఒత్తిడి. ఈ బిందువు సాధారణంగా గ్రాఫ్లో “దారితనం బిందువు” గా గుర్తించబడుతుంది.

దారితనం బలం గ్రాఫ్ల అనువర్తనాలు#

దారితనం బలం గ్రాఫ్లు వివిధ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడతాయి, అవి:

• భాగాలు మరియు నిర్మాణాల రూపకల్పన
• విఫలత విశ్లేషణ
• నాణ్యత నియంత్రణ
• పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి

దారితనం బలం గ్రాఫ్లు పదార్ధాల యాంత్రిక లక్షణాలను అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు సురక్షితమైన మరియు నమ్మదగిన భాగాలు మరియు నిర్మాణాలను రూపకల్పన చేయడానికి మరియు ఇంజనీరింగ్ చేయడానికి ఒక ముఖ్యమైన సాధనం.

దారితనం బలం vs తన్యత బలం#

దారితనం బలం మరియు తన్యత బలం అనేవి పదార్ధాల యొక్క రెండు ముఖ్యమైన యాంత్రిక లక్షణాలు. అవి రెండూ ఒక పదార్ధం యొక్క వికృతికి నిరోధకత కొలతలు, కానీ అవి వికృతి యొక్క విభిన్న అంశాలను కొలుస్తాయి.

దారితనం బలం#

దారితనం బలం అనేది ఒక పదార్ధం ప్లాస్టిక్ గా వికృతి చెందడం ప్రారంభించే ఒత్తిడి. దీని అర్థం ఒత్తిడి తొలగించబడినప్పటికీ పదార్ధం వికృతి చెందడం కొనసాగుతుంది. దారితనం బలం భవనాలు మరియు వంతెనల వంటి నిర్మాణ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించే పదార్ధాలకు ఒక ముఖ్యమైన లక్షణం.

తన్యత బలం#

తన్యత బలం అనేది విరిగిపోకముందు ఒక పదార్ధం తట్టుకోగల గరిష్ట ఒత్తిడి. ఇది తాడులు మరియు కేబుల్స్ వంటి అధిక ఒత్తిడికి గురి కావడానికి ఉపయోగించే పదార్ధాలకు ఒక ముఖ్యమైన లక్షణం.

దారితనం బలం మరియు తన్యత బలం యొక్క పోలిక#

ఒక పదార్ధం యొక్క దారితనం బలం మరియు తన్యత బలం సంబంధితమైనవి, కానీ అవి ఒకేలా ఉండవు. దారితనం బలం ఎల్లప్పుడూ తన్యత బలం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. ఎందుకంటే ఒక పదార్ధం విరిగిపోకముందు ఎల్లప్పుడూ ప్లాస్టిక్ గా వికృతి చెందుతుంది.

కింది పట్టిక కొన్ని సాధారణ పదార్ధాల దారితనం బలం మరియు తన్యత బలాన్ని చూపుతుంది:

పదార్ధం	దారితనం బలం (MPa)	తన్యత బలం (MPa)
ఉక్కు	250	400
అల్యూమినియం	70	200
రాగి	100	250
ప్లాస్టిక్	5	50

మీరు చూడగలిగినట్లుగా, ఉక్కు యొక్క దారితనం బలం అల్యూమినియం, రాగి మరియు ప్లాస్టిక్ కంటే చాలా ఎక్కువ. దీని అర్థం ఈ ఇతర పదార్ధాల కంటే ఉక్కు ప్లాస్టిక్ వికృతికి ఎక్కువ నిరోధకత కలిగి ఉంటుంది.

ఉక్కు యొక్క తన్యత బలం కూడా అల్యూమినియం, రాగి మరియు ప్లాస్టిక్ కంటే ఎక్కువ. దీని అర్థం ఈ ఇతర పదార్ధాల కంటే ఉక్కు విరిగిపోవడానికి ఎక్కువ నిరోధకత కలిగి ఉంటుంది.

దారితనం బలం మరియు తన్యత బలం అనేవి పదార్ధాల యొక్క రెండు ముఖ్యమైన యాంత్రిక లక్షణాలు. అవి రెండూ ఒక పదార్ధం యొక్క వికృతికి నిరోధకత కొలతలు, కానీ అవి వికృతి యొక్క విభిన్న అంశాలను కొలుస్తాయి. దారితనం బలం అనేది ఒక పదార్ధం ప్లాస్టిక్ గా వికృతి చెందడం ప్రారంభించే ఒత్తిడి, అయితే తన్యత బలం అనేది విరిగిపోకముందు ఒక పదార్ధం తట్టుకోగల గరిష్ట ఒత్తిడి.

పదార్ధాలు మరియు వాటి దారితనం బలం జాబితా#

లోహాలు#

• ఉక్కు: 250-800 MPa
• అల్యూమినియం: 70-700 MPa
• రాగి: 70-300 MPa
• టైటానియం: 280-1200 MPa
• నికెల్: 170-1000 MPa

బహుళాణువులు (పాలిమర్స్)#

• పాలిఎథిలీన్: 10-50 MPa
• పాలిప్రొపిలీన్: 20-70 MPa
• పాలిస్టైరిన్: 30-100 MPa
• పాలికార్బోనేట్: 60-120 MPa
• నైలాన్: 50-150 MPa

సిరామిక్స్#

• అల్యూమినా: 200-3000 MPa
• జిర్కోనియా: 1000-2000 MPa
• సిలికా: 70-1000 MPa
• కార్బైడ్: 1500-3000 MPa
• నైట్రైడ్: 1000-2000 MPa

మిశ్రమ పదార్ధాలు (కంపోజిట్స్)#

• కార్బన్ ఫైబర్ రీఇన్ఫోర్స్డ్ పాలిమర్: 150-1500 MPa
• గ్లాస్ ఫైబర్ రీఇన్ఫోర్స్డ్ పాలిమర్: 50-500 MPa
• కెవ్లార్ రీఇన్ఫోర్స్డ్ పాలిమర్: 100-1200 MPa
• బోరాన్ ఫైబర్ రీఇన్ఫోర్స్డ్ పాలిమర్: 300-2000 MPa
• సిరామిక్ మ్యాట్రిక్స్ కంపోజిట్: 100-1000 MPa

సహజ పదార్ధాలు#

• చెక్క: 50-100 MPa
• ఎముక: 100-200 MPa
• చర్మం: 10-50 MPa
• రబ్బర్: 1-20 MPa
• పట్టు: 50-100 MPa

దారితనం బలం FAQs#

దారితనం బలం అంటే ఏమిటి?#

దారితనం బలం అనేది ఒక పదార్ధ లక్షణం, ఇది ఒక పదార్ధం ప్లాస్టిక్ గా వికృతి చెందడం ప్రారంభించే ముందు అది తట్టుకోగల ఒత్తిడి మొత్తాన్ని నిర్ణయిస్తుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఇది ఒక పదార్ధం భారానికి గురి అయిన తర్వాత దాని అసలు ఆకారానికి తిరిగి రాని బిందువు.

దారితనం బలం ఎలా కొలుస్తారు?#

దారితనం బలం సాధారణంగా టెన్సైల్ పరీక్ష ఉపయోగించి కొలుస్తారు. టెన్సైల్ పరీక్షలో, పదార్ధం యొక్క నమూనాను అది విరిగే వరకు లాగుతారు మరియు ఒత్తిడి-వికృతి వక్రరేఖ రికార్డ్ చేయబడుతుంది. దారితనం బలం అనేది ఒత్తిడి-వికృతి వక్రరేఖలో పదార్ధం ప్లాస్టిక్ గా వికృతి చెందడం ప్రారంభించే బిందువు.

దారితనం బలం యొక్క వివిధ రకాలు ఏమిటి?#

దారితనం బలం యొక్క రెండు ప్రధాన రకాలు ఉన్నాయి:

• తన్యత దారితనం బలం అనేది టెన్సైల్ పరీక్షలో కొలవబడిన దారితనం బలం.
• కంప్రెసివ్ దారితనం బలం అనేది కంప్రెషన్ పరీక్షలో కొలవబడిన దారితనం బలం.

దారితనం బలాన్ని ప్రభావితం చేసే అంశాలు ఏమిటి?#

దారితనం బలాన్ని ప్రభావితం చేసే అనేక అంశాలు ఉన్నాయి, అవి:

• పదార్ధ కూర్పు: ఒక పదార్ధం యొక్క కూర్పు దాని దారితనం బలంపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. ఉదాహరణకు, అధిక కార్బన్ కంటెంట్ ఉన్న పదార్ధాలు సాధారణంగా తక్కువ కార్బన్ కంటెంట్ ఉన్న పదార్ధాల కంటే బలంగా ఉంటాయి.
• ఉష్ణ చికిత్స: ఉష్ణ చికిత్సను ఒక పదార్ధం యొక్క దారితనం బలాన్ని మెరుగుపరచడానికి ఉపయోగించవచ్చు. పదార్ధాన్ని నియంత్రిత పద్ధతిలో వేడి చేయడం మరియు చల్లబరచడం ద్వారా, పదార్ధం యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని మార్చవచ్చు, ఇది దానిని బలంగా చేయగలదు.
• శీతల వర్కింగ్: శీతల వర్కింగ్ అనేది ప్లాస్టిక్ వికృతి ప్రక్రియ, ఇది ఒక పదార్ధం యొక్క దారితనం బలాన్ని మెరుగుపరచడానికి కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. పదార్ధాన్ని శీతల వర్కింగ్ చేయడం ద్వారా, పదార్ధంలోని విచ్ఛిన్నాలు పునర్వ్యవస్థీకరించబడతాయి, ఇది దానిని బలంగా చేయగలదు.

దారితనం బలం యొక్క కొన్ని అనువర్తనాలు ఏమిటి?#

దారితనం బలం అనేది వివిధ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించే ఒక ముఖ్యమైన పదార్ధ లక్షణం, అవి:

• నిర్మాణ రూపకల్పన: ఒక నిర్మాణ సభ్యుడు ప్లాస్టిక్ గా వికృతి చెందడం ప్రారంభించే ముందు తట్టుకోగల గరిష్ట భారాన్ని నిర్ణయించడానికి దారితనం బలం ఉపయోగించబడుతుంది.
• యాంత్రిక రూపకల్పన: అధిక భారాలను తట్టుకోవల