22.4 : التشوهات البلاستيكسة

يمثل التشوه البلاستيكي مفهومًا أساسيًا في علم المواد، وهو ما يفسر التغير الذي لا رجعة فيه في شكل المادة عندما تتعرض لضغط يفوق قدرتها المرنة. هذه الظاهرة مهمة في الهندسة الإنشائية، وخاصة في تصميم وتحليل العوارض الكابولية - وهي الهياكل التي يتم تثبيتها بشكل آمن في أحد الأطراف وتتحمل الأحمال في الطرف المقابل. عندما تتعرض هذه العوارض لأحمال ضمن نطاقها المرن، فإنها ستعود إلى شكلها الأصلي عند إزالة الحمل، مما يدل على خاصية المرونة. ومع ذلك، فإن تجاوز هذه الحدود المرنة يؤدي إلى التشوه البلاستيكي، والذي يبدأ عند الطرف الثابت بسبب أقصى عزم انحناء ويظهر على شكل انحناء دائم يُعرف باسم "المفصلة البلاستيكية".

مع زيادة التحميل، تمتد المفصلة البلاستيكية تدريجيًا نحو النهاية الحرة للعارضة، مما يشير إلى الانتقال من التشوه القابل للعكس إلى التشوه الذي لا رجعة فيه. يغير هذا التحول أيضًا توزيع الضغط داخل العارضة من نمط موحد، يتناسب بشكل مباشر مع الحمل المطبق، إلى ترتيب أكثر تعقيدًا يحدد نقطة خضوع المادة. استمرار التحميل سوف يؤدي إلى كسر العارضة.

يعد فهم مفهوم التشوه البلاستيكي أمرًا حيويًا عند تصميم الهياكل التي يجب أن تكون آمنة ومجدية اقتصاديًا. ومن الأهمية بمكان التأكد من أن هذه الهياكل قادرة على تحمل الأحمال المتوقعة.