18.4 : مخطط الإجهاد والانفعال - المواد الهشة

تتميز المواد الهشة، بما في ذلك الزجاج والحديد الزهر والحجر، بخصائص فريدة. إنها تنكسر دون تغيير كبير في معدل استطالتها، مما يشير إلى أن كسرها وقوتها النهائية متساويان. تظهر مثل هذه المواد أيضًا مستويات إجهاد أقل عند نقطة التمزق. ينتج الفشل في المواد الهشة في الغالب عن الضغوط العادية، كما يتضح من التمزق الناتج على طول سطح متعامد مع الحمل المطبق. لا تظهر هذه المواد لعنقًا كبير. العنق هو التخفيض المحلي في مساحة المقطع العرضي تحت الضغط. الجانب المثير للاهتمام في معظم المواد الهشة هو قوتها النهائية الأعلى في الضغط مقارنة بالشد، ويرجع ذلك أساسًا إلى العيوب المجهرية مثل الشقوق أو التجاويف التي يمكن أن تضعف المادة تحت إجهاد الشد ولكن لها تأثير ضئيل على قوة الضغط.

الخرسانة، وهي مادة هشة شائعة، تتصرف بشكل مختلف تحت التوتر والضغط. يكشف مخطط الإجهاد والانفعال تحت التوتر عن نطاق مرن خطي يصل إلى نقطة الخضوع، يليه زيادة سريعة في الانفعال حتى التمزق. في المقابل، تظهر الخرسانة نطاقًا مرنًا خطيًا أكبر تحت الضغط، ولا يحدث التمزق حتى عند ذروة الإجهاد. وبدلًا من ذلك، يقل الضغط مع زيادة الإجهاد حتى التمزق. والأهم من ذلك، أن معامل المرونة، المشار إليه في منحنى الإجهاد والانفعال بواسطة ميل المقطع الخطي، يظل ثابتًا في كل من الشد والضغط لمعظم المواد الهشة.