دانلود مقالات ISI درباره تغییر شکل + ترجمه فارسی

تغییر شکل (به انگلیسی: Deformation) در علم مواد، به تغییر شکل یا اندازه یک جسم با توجه به نیروی اعمال شده (انرژی تغییر شکل در این مورد از طریق کار منتقل می شود) یا تغییر در درجه حرارتگفته می شود. مورد اول می تواند در نتیجه نیروهای کششی، نیروهای فشاری، نیروهای برشی، خمش یا پیچش باشد. در مورد دوم مهمترین عاملی که با درجه ی حرارت تعیین می شود، تحرک نقص های ساختاری مانند مرز بلورها،تهی جایی و نابه جایی در جامدات کریستالی و غیر کریستالی است. حرکت یا جا به جایی این نقص های متحرک به صورت حرارتی فعال شده و توسط میزان نفوذ اتمی محدود می شود. تغییر شکل اغلب به عنوان کرنش در نظر گرفته می شود. همانطور که تغییر شکل رخ می دهد، نیروهای داخلی بین مولکولی با نیروهای اعمال شده مخالفت می کنند. اگر نیروی اعمال شده خیلی زیاد نباشد این نیروها ممکن است برای مقاومت کامل در برابر نیروهای خارجی اعمال شده کافی باشند و به جسم اجازه دهند تا یک حالت سکون و تعادل جدید به خود بگیرد و بعد از برداشتن بار ( نیروی اعمال شده) به حالت اولیه خود بازگردد. یک نیروی اعمال شده ی بزرگتر ممکن است به تغییر شکل دائمی جسم یا حتی به شکست ساختاری آن منجر شود. اگر تغییر شکل ناچیز باشد می توان از مفهوم جسم صلب بهره برد. تغییرشکل مومسان شدید یکی از روش‌های تولید مواد نانوساختار است. در این روش زیر ساختار مواد را با ایجاد تغییر شکل پلاستیک شدید تغییر داده و دانه‌های بزرگتر را به دانه‌های ریزتر تبدیل می‌کنند. به علت شکل‌پذیری پایین مواد غیرفلزی، تولید مواد نانوساختار فلزی به این روش مرسوم‌تر است. فرایندهای تغییر شکل پلاستیک شدید (SPD) یک اصطلاح عمومی برای توصیف گروهی از روش‌های کار بر روی مواد که به طور معمول کرنش‌های بسیار بزرگی را در قطعات کار (با ایجاد یک تنش هیدرو استاتیک بالا و تنش برشی زیاد) به وجود می‌آورند که این کرنش بالا چگالی عیوب (عموماً نابجایی‌ها و جای خالی‌ها) را افزایش می‌دهد و این باعث ایجاد ساختار d<۵۰۰nm)UFG) و نانو ساختار (NC)(d<۱۰۰nm) می‌شود. توسعه اصول اساسی روش‌های SPD به کارهای اولیه پرسی ویلیام بریجمن در دانشگاه هاروارد در سال ۱۹۳۰ بر می‌گردد. اثرات این کار بر مواد جامد (با ترکیب فشار هیدرواستاتیک بزرگ با تغییر شکل برشی) منجر به دریافت جایزه نوبل فیزیک در سال ۱۹۴۶ شد. مدل های تغییر شکل مختلف ممکن است تحت شرایط مختلفی رخ دهد. یک تصور غلط رایج این است که تمام موادی که خم می شوند ضعیف و آنهایی که خم نمی‌شوند مستحکم و قوی هستند. در واقع، اکثر موادی که تحت تغییر شکل های بزرگ الاستیک و پلاستیک قرار دارند مانند فولاد، می تواند تنش هایی که باعث می شود مواد شکننده (مانند شیشه که دارای کمترین محدوده تغییر شکل پلاستیک است) بشکند را جذب کند. ـ تغییر شکل کشسان: به نوعی از تغییر شکل ماده گفته می شود که طی آن بر اثر تغییر در فاصله بین پیوندهای اتمی شکل ماده تغییر می کند. ـ تغییر شکل پلاستیک: این نوع تغییر شکل برگشت ناپذیر است. به هر حال، یک جسم در محدود ی تغییر شکل پلاستیک برای اولین بار دچار تغییر شکل الاستیک که برگشت پذیر است خواهد شد، بنابراین جسم در بخشی از راه به شکل اولیه خود بر خواهد گشت. - یکی دیگر از مکانیسم های تغییر شکل، خستگی فلزات است که اصولاً در فلزات چکش خوار رخ می دهد. در ابتدا تصور می شد که یک ماده ی تغییر شکل یافته تنها در محدوده الاستیک با برداشتن بار به حالت اولیه خود باز می گردد. با این حال نقایص در سطح مولکولی با هر تغییر شکل پدیدار می شوند. بعد از بسیاری از تغییر شکل ها، ترک ها شروع به ظاهر شدن می کنند و بعد از آن بدون هیچ تغییر شکل پلاستیک، گسیختگی رخ می دهد. بسته به نوع مواد، شکل و نحوه ی نزدیک شدن به حد الاستیکی که تغییر شکل یافته، شکست ممکن است نیازمند هزاران، میلیون ها یا میلیارد ها بار از این تغییر شکل ها باشد. انواع شکست: - شکست فشاری: معمولاً تنش فشاری به میله ها، ستون ها و غیره اعمال می شود که نتیجه آن کوتاه شدن است. بارگیری یک عضو سازه یا یک نمونه، تنش فشاری را تا رسیدن به مقاومت فشاری افزایش خواهد داد. با توجه به خواص مواد، شکست به صورت تسلیم در مواد با رفتار چکش خواری و انعطاف‌پذیری) اغلب فلزات و برخی خاک ها و پلاستیک ها) یا به صورت پارگی برای مواد غیر چکش خوار و ترد (چدن، شیشه) رخ خواهد داد ـ گسیختگی: این نوع تغییر شکل نیز برگشت ناپذیر است. بعد از اینکه مواد به پایان مرحله الاستیک و سپس مرحله پلاستیک رسیده باشند شکست رخ می دهد. در این مرحله نیروها تا زمانیکه برای ایجاد شکستگی به حد کافی برسند انباشته می شوند. اگر نیروی کافی اعمال شود، تمام مواد در نهایت دچار گسیختگی می شوند.