Simulating a tensile testing experiment

E النظري: -

E المقاس: -

UTS: -

Yield (0.2% Offset): -

كيفية إجراء التجربة:

  • اختيار المادة: من القائمة العلوية، اختر المادة المراد اختبارها. ستلاحظ أن النظام يقوم بتعديل "القوة القصوى" تلقائياً لتناسب قوة المادة وتجنب الكسر السريع للمواد الضعيفة.
  • بدء الشد: اضغط على زر "ابدأ". راقب العينة على اليمين؛ حيث يتغير لونها ليدل على حالتها (رمادي: مرونة، برتقالي: تشوه لدن، أحمر: كسر).
  • تحليل المنحنى: أثناء التجربة، يُرسم منحنى الإجهاد-الانفعال لحظياً. النقطة الزرقاء تمثل المسار، الخط المنقط يمثل طريقة (0.2% Offset) لحساب الخضوع، والنقطة الحمراء تمثل أقصى إجهاد (UTS).
  • تصدير البيانات: بعد كسر العينة، يمكنك تحميل البيانات كملف Excel أو استخراج تقرير PDF.

كيف تُحسب بيانات المحاكاة؟

تعتمد هذه المحاكاة على التوليد الديناميكي للبيانات لحظياً (Real-time) باستخدام القوانين الحاكمة في ميكانيكا المواد، وتتم عبر المراحل التالية:

1. حساب الإجهاد الهندسي (Engineering Stress)

تزيد الخوارزمية القوة المسلطة ($F$) تدريجياً، ويُحسب الإجهاد العمودي ($\sigma$) بقسمة القوة على مساحة المقطع الأصلية ($A_0$).

$$ \sigma = \frac{F}{A_0} $$
2. حساب الانفعال الهندسي (Engineering Strain)

يتم حساب الانفعال ($\epsilon$) بناءً على المنطقة التي تمر بها المادة:

  • المنطقة المرنة (Elastic Region): تخضع المادة لقانون هوك (Hooke's Law)، حيث تتناسب الاستطالة طردياً مع القوة ($E$ هو معامل المرونة).
    $$ \epsilon = \frac{\sigma}{E} $$
  • المنطقة اللدنة (Plastic Region): لتجاوز القصور في قانون هوك بعد نقطة الخضوع ($\sigma_y$)، تم استخدام نموذج رياضي يحاكي التصلد الانفعالي (Strain Hardening):
    $$ \epsilon_{total} = \frac{\sigma_y}{E} + c \left( \frac{\sigma - \sigma_y}{\sigma_u - \sigma_y} \right)^m $$
3. محاكاة التخصر (Necking)

بمجرد وصول الإجهاد للقيمة القصوى وتجاوزها، يتم تقليل عرض العينة بصرياً وربط الانفعال الطولي بالجانبي باستخدام نسبة بواسون ($\nu$):

$$ \epsilon_{lateral} = -\nu \cdot \epsilon_{longitudinal} $$