The successful utilization of materials requires that they satisfy a
set of properties. These properties can be classified into thermal, optical,
mechanical, physical, chemical, and nuclear, and they are intimately
connected to the structure of materials. The structure, in its
turn, is the result of synthesis and processing. A schematic framework
that explains the complex relationships in the field of the mechanical
behavior of materials, shown in Figure 1.1, is Thomas’s iterative tetrahedron,
which contains four principal elements: mechanical properties,
characterization, theory, and processing. These elements are
related, and changes in one are inseparably linked to changes in the
others. For example, changes may be introduced by the synthesis and
processing of, for instance, steel. The most common metal, steel has
a wide range of strengths and ductilities (
makes it the material of choice for numerous applications. While lowcarbon
steel is used as reinforcing bars in concrete and in the body
of automobiles, quenched and tempered high-carbon steel is used in
more critical applications such as axles and gears. Cast iron, much
more brittle, is used in a variety of applications, including automobile
mechanical properties), which
آزمایش کشش:
در بین آزمایشات مخرب آزمایش کشش از اهمیت بالایی برخورداراست این آزمایش برای نشان دادن اطلاعات اساسی درباره مواد و به عنوان آزمایشی برای پذیرش خصوصیات ماده کاربرد زیادی دارد، بعد ازانجام این آزمایش مقادیر کلیدی استحکام ماده برای محاسبه و تحقیق در مورد یک ماده بدست می آید، همچنین این آزمایش قابلیت تغیر شکل پذیری ماده را بما نشان میدهد ،و تکرار پذیری داده های آن ، در بررسی و آنالیز سازه ها و اتصالات جوشکاری شده کمک شایانی میکند.
دراین آزمایش نمونه تحت نیروی کششی یک بعدی که بطور پیوسته زیاد می شود قراردارد این در حالی است که ازدیاد طول (انعطاف پذیری ) نیز بطور همزمان مشاهده می شود.
تنش کرنش مهندسی براساس مقادیر بار وارده – ازدیاد طول بنا می شود.
چون هم تنش و هم کرنش از تقسیم بار و ازدیاد طول بر عوامل ثابتی به دست می آیند،منحنی بار ازدیاد طول نیز دارای شکلی مانند منحنی تنش – کرنش مهندسی است . هر دو منحنی معمولا" بطور قابل تبدیلی مورد استفاده قرار می گیرند .شکل و مقدار منحنی تنش – کرنش یک فلز به ترکیب شیمیایی ،عملیات حرارتی ،دما ،حالت تنش وارده هنگام آزمایش و....بستگی دارد.
تعریف مواد هوشمند
معمولا
عبارت "مواد هوشمند" را بدون تعریف دقیقی از آنچه مورد نظرمان است
استفاده می‌کنیم. از طرفی هم ارائه یک تعریف دقیق به طرز عجیبی دشوار است. استفاده
گسترده‌ای از این کلمه می‌شود اما موافقتی کلی بر روی معنای آن وجود ندارد. اما
ببینیم تعریف ناسا از مواد هوشمند چیست: "مواد هوشمند موادی هستند که موقعیت‌ها
را به خاطر می‌سپارند و بامحرکهای مشخص می‌توانند به آن موقعیت باز گردند."تعریف
دایره المعارف تکنولوژیهای شیمیایی کمی جامع‌تر به نظر می‌آید. مواد هوشمند به آن دسته از مواد گویند
که می توانند محیط و شرایط اطراف خود را درک نمایند و به آن واکنش نشان دهند. هم
اکنون فلزات و کامپوزیت های هوشمند در موارد بسیاری کاربرد و جایگاه خود را در
صنعت پیدا کرده اند.
"مواد و سازه‌های هوشمند، اشیائی هستند که شرایط محیطی را حس کرده و با
پردازش این اطلاعات حسی نسبت به محیط عمل می‌کنند. "هرچند که به نظر می‌آید
این دو تعریف به یک رفتار اشاره می‌کنند اما می‌توان آنها را از دو قطب مختلف
دانست. تعریف اول به مواد طوری نگاه کرده است که در ذهن ما عناصر، آلیاژها و
ترکیبها را تداعی میکند. چیزهایی که توسط ساختار مولکولی خود قابل شناسایی و
اندازه‌گیری هستند. اما در تعریف دوم به مواد به صورت مجموعه‌ای از فعالیتها اشاره
شده است. در واقع در تعریف دوم با مجموعه‌ای از مواد یا سیستمها سر و کار داریم و
آن حالت قابل شناسایی و اندازه‌گیری بودن به آن وضوح نیست. اما اگر بخواهیم مواد و
تکنولوژیهای هوشمند (شامل عناصر، مواد مرکب، سیستمها و ...) را با توجه به
خصوصیاتشان بشناسیم، این خصوصیات را می‌توان برای آنها نام برد:
• فوریت: به این معنا که پاسخ آنها به صورت بلا درنگ (همزمان با تاثیر محرک) است.
• سازگاری: به این معنا که توانایی پاسخ به بیش از یک شرایط محیطی را دارا هستند.
• خود انگیزی: به این معنا که این هوشمندی در درون این مواد است نه در بیرون آنها.
• گزینش پذیری: به این معنا که پاسخ آنها مجزا و قابل پیش‌بینی است.
• مستقیمی: به این معنا که پاسخ داده شده با تحریک وارده در یک مکان قرار دارند.