कतरनी तनाव क्या है? | इसके सभी महत्वपूर्ण अवधारणाएँ

• जब बल एक शरीर से दूसरे में स्थानांतरित होता है, तो सतह के समानांतर बलों को शरीर द्वारा अनुभव किया जाता है, इस तरह की ताकतें उत्पन्न होती हैं कतरनी तारs.
• उत्पाद को डिजाइन करते समय सामग्री पर अभिनय करने वाले कतरनी तनावों के बारे में जानना महत्वपूर्ण है। कतरनी विफलता सबसे आम विफलता है जो कतरनी बलों के अनुचित विचार के कारण होती है।

कतरनी तनाव परिभाषा;

• जब लागू बल, आवेदन की सतह क्षेत्र के समानांतर / स्पर्शरेखा होता है, तो उत्पादित तनाव को कतरनी तनाव के रूप में जाना जाता है।
• यहाँ बल का अनुप्रयोग अनुप्रयोग की सतह के लिए स्पर्शरेखा है।
•  आवेदन के क्षेत्र के समानांतर दिशा में तनाव का एक घटक।
• एक्सर लोडिंग, झुकने आदि में भी शियर स्ट्रेस होता है।

शियर स्ट्रेस फॉर्मूला

 कतरनी तनाव = क्रॉस-सेक्शन के क्षेत्र / क्षेत्र के समानांतर लगाया गया बल

शीयर स्ट्रेस यूनिट क्या है?

कतरनी तनाव की इकाई N / m है² या पा।

उद्योगों में, कतरनी तनाव को मापने के लिए उपयोग की जाने वाली इकाई N / mm है² या एमपीए (मेगा पास्कल)

शियर तनाव का प्रतीक | कतरनी तनाव ताऊ

कतरनी तनाव का प्रतिनिधित्व करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला प्रतीक τ (ताऊ) है। यह टी द्वारा भी दर्शाया गया है।

कतरनी तनाव आरेख

कतरनी तनाव संकेतन

• कतरनी तनाव का प्रतिनिधित्व करने के लिए प्रतीक का उपयोग किया जाता है।
• आवेदन क्षेत्र के लागू बल और दिशा को दिखाने के लिए, सब्सक्रिप्शन का उपयोग प्रतीक के साथ τ के रूप में किया जाता है_ij.
• जहां मैं सतह विमान की दिशा का प्रतिनिधित्व करता हूं, जिस पर इसे लागू किया जा रहा है (सतह के लंबवत), और जम्मू लागू बल की दिशा का प्रतिनिधित्व करता है।
• इस प्रकार, τ_ij= जे-डायरेक्शन में आई-सरफेस पर काम करने वाला शियर स्ट्रेस।

          τ_ji= आई-डायरेक्शन में जे-सरफेस पर काम करने वाला शियर स्ट्रेस।

• हम इसे इस प्रकार लिख सकते हैं:

शियर तनाव दिशा

2 आयामों में:

• वेक्टर रूप में, कतरनी बल, इकाई के सामान्य वेक्टर क्षेत्र पर लागू बल के समानांतर घटक का अनुपात है।

                  τ = एफ_‖ / ए

3 आयामों में:

• नामकरण xy में, जो सबस्क्रिप्ट रूप में है (सबस्क्रिप्ट कन्वेंशन), ​​इंडेक्स x एक वेक्टर लंबवत दिशा की ओर क्षेत्र क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है, और y लागू बल की दिशा का प्रतिनिधित्व करता है।
• निम्नलिखित आकृति में, इसे तीनों अक्षों के लिए दर्शाया गया है।

कतरनी तनाव में से किसी का पालन किया जा सकता है:           

शियर तनाव साइन कन्वेंशन

जब कतरनी तनाव को प्रमुख अक्ष के साथ एक सतह पर लागू किया जाता है, आसन्न लंबवत अक्ष विपरीत दिशा में पूरक कतरनी तनाव के रूप में ज्ञात विपरीत दिशा में कतरनी तनाव की समान मात्रा का अनुभव करता है:

• यदि एक्स-एक्सिस के साथ लगाया गया कतरनी बल सही दिशा में या घड़ी की दिशा में हो, तो कतरनी का तनाव सकारात्मक होता है।

इसी प्रकार, कतरनी बल धनात्मक होता है यदि y- अक्ष के साथ लगाया गया कतरनी बल ऊपर की दिशा में हो या वह वामावर्त हो।

• यदि एक्स-एक्सिस के साथ लगाया गया कतरनी बल बाईं दिशा में या वामावर्त में है तो कतरनी तनाव ऋणात्मक है।

इसी प्रकार, कतरनी बल ऋणात्मक है यदि y- अक्ष के साथ लगाया गया कतरनी बल नीचे की दिशा में हो या वह दक्षिणावर्त हो।

• आधा तीर का उपयोग कतरनी तनाव का प्रतिनिधित्व करने के लिए किया जाता है।

अपरूपण तनाव

• जब कतरनी तनाव को एक सतह पर लागू किया जाता है, तो सामग्री में विरूपण उत्पन्न होता है। तो, सदस्य की कुल्हाड़ियों के लिए लंबवत मूल लंबाई के विरूपण के अनुपात के रूप में जाना जाता है अपरूपण तनाव। इसे γ द्वारा निरूपित किया जाता है।
• इसे स्ट्रेन कोण is के स्पर्शरेखा के रूप में भी परिभाषित किया गया है।
• शीयर स्ट्रेन = डेल एल / एच = स्पर्शरेखा (del)

कतरनी तनाव और कतरनी तनाव

• यह ध्यान दिया जाता है कि कतरनी तनाव कतरनी तनाव पर निर्भर है। संबंध के रूप में व्यक्त किया गया है

कठोरता का मापांक | कतरनी तनाव मापांक | कठोरता के कतरनी मापांक

• आनुपातिकता निरंतर जी को मापांक के मापांक या कतरनी तनाव मापांक या कतरनी मापांक के मापांक के रूप में जाना जाता है।
• इस प्रकार,

     कठोरता का मापांक = कतरनी तनाव / कतरनी तनाव

• अधिकांश धातुओं में, G, यंग के मापांक के इलास्टिसिटी का 0.4 गुना है।

आइसोट्रोपिक सामग्रियों के लिए, मापांक के मापांक और लोच के मापांक एक दूसरे से संबंधित हैं

      Y = 2 * G * (1+ ʋ)

जहां, Y = लोच का मापांक

             जी = कठोरता का मापांक

             = जहर के अनुपात

कतरनी ताकत

• कतरनी ताकत कतरनी तनाव का अधिकतम मूल्य है जो कतरनी तनाव के कारण विफलता का विरोध कर सकती है।
• मशीनों को डिजाइन और निर्माण करते समय यह एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
• उदाहरण: बोल्ट और रिवेट्स को डिजाइन करते समय, सामग्री की कतरनी ताकत के बारे में जानना अपरिहार्य है।

शियर तनाव बनाम सामान्य तनाव

 टॉर्क से कतरें तनाव | मरोड़ के कारण कतरनी तनाव

• टोक़ बल का एक घूर्णी रूप है जो ऑब्जेक्ट को एक अक्ष के चारों ओर घूमने के लिए बनाता है। जब इस टॉर्क को एक ख़राब शरीर पर लागू किया जाता है, तो यह उस शरीर में कतरनी तनाव उत्पन्न करता है, जिससे शरीर एक धुरी के चारों ओर मुड़ जाता है, जिसे मरोड़ के रूप में जाना जाता है।
• इस प्रकार का तनाव शाफ्ट में महत्वपूर्ण है। इस मरोड़ के कारण शाफ्ट में प्रेरित तनाव या विकृति कतरनी प्रकार के तनाव हैं।
• त्रिज्या आर के निम्नलिखित शाफ्ट में निर्मित कतरनी तनाव निम्नानुसार दर्शाया गया है:

ө = rdγ / dz

इस प्रकार, निर्मित कतरनी तनाव का प्रतिनिधित्व करता है

शियर तनाव द्रव

• किसी भी सामग्री में उत्पन्न कतरनी तनाव एक दूसरे पर विमानों की सापेक्ष गति के कारण होता है।
• जब तरल पदार्थ की बात आती है, तो तरल पदार्थ में एक दूसरे पर द्रव परतों के सापेक्ष संचलन के कारण कतरनी तनाव उत्पन्न होता है। यह चिपचिपाहट है जो द्रव में कतरनी तनाव का कारण बनता है।
• कतरनी तनाव के कारण, द्रव को एक स्थान पर नहीं रखा जा सकता है।
• इस प्रकार, द्रव में उत्पन्न कतरनी तनाव के बराबर होता है  

जहाँ μ = गतिशील विस्कोसिटी

             u = प्रवाह वेग

             y = सीमा से ऊँचाई

• इस समीकरण को न्यूटन के नियम विस्कोसिटी के रूप में भी जाना जाता है।

पर और अधिक पढ़ें कतरनी तनाव और सभी महत्वपूर्ण तथ्य

कट्टाई दर

• कतरनी दर वह दर है जिस पर द्रव की एक परत द्रव की एक और आसन्न परत पर गुजरती है; यह दोनों ज्यामिति और प्रवाह की गति का उपयोग करके पता लगा सकता है।
• द्रव की चिपचिपाहट मुख्य रूप से द्रव की कतरनी दर पर निर्भर करती है।
• तरल पदार्थ जैसे सिरप, सनस्क्रीन क्रीम, बॉडी लोशन आदि डिजाइन करते समय यह पैरामीटर बहुत महत्वपूर्ण है।

कतरनी तनाव बनाम कतरनी दर

• कतरनी दर को एक दूसरे पर द्रव की परतों के वेग के परिवर्तन की दर के रूप में परिभाषित किया गया है। सभी न्यूटोनियन तरल पदार्थों के लिए, कतरनी दर में परिवर्तन होने पर चिपचिपापन स्थिर रहता है, और कतरनी तनाव कतरनी दर के सीधे आनुपातिक होता है। 
• निम्नलिखित तरल पदार्थ के एक अलग प्रकार के लिए कतरनी तनाव बनाम कतरनी का चित्रमय प्रतिनिधित्व है:

बीम्स में कतरनी तनाव

• एक तो कन्टीलीवर बीम व्यास d के मुक्त सिरे पर घुमाया जाता है, यदि इसके मुक्त सिरे पर परिमाण T का मरोड़ लगाया जाता है, तो बीम में अपरूपण प्रतिबल उत्पन्न होता है।
• इस कतरनी तनाव को निम्नानुसार दर्शाया गया है  

झुकने के कारण कतरनी तनाव

• एक आदर्श मामले के लिए, कतरनी तनाव झुकने के कारण उत्पन्न नहीं होता है, लेकिन वास्तविक स्थिति में, कतरनी तनाव झुकने की स्थिति में होता है।
• एक अलग झुकने का पल बीम की लंबाई के साथ-साथ एक तल से दूसरे तल पर गति होती है क्योंकि बीम में अपरूपण प्रतिबल उत्पन्न हो जाता है।

पर और अधिक पढ़ें कतरनी मापांक और कठोरता मापांक

बोल्ट्स में शियर स्ट्रेस

• बोल्ट का उपयोग मुख्य रूप से दो अलग-अलग विधानसभा निकायों जैसे जोड़ों, दो अलग-अलग धातु शीट, एक विधानसभा के दो अलग-अलग पाइप आदि को ठीक करने के लिए किया जाता है।
• बोल्ट अलग-अलग दिशाओं में अभिनय करने वाले दो अलग-अलग लोडिंग की उपस्थिति के कारण कतरनी भार या कतरनी बल का अनुभव करता है जिससे बोल्ट के एक विमान को बोल्ट के दूसरे विमान पर फिसलने का कारण बनता है।
• ; यह जोड़ों में धब्बा विफलता का कारण बनता है जैसे कॉटर जोड़, अंगुली का जोड़ इत्यादि, इसलिए विभिन्न तंत्रों के लिए सामग्री का चयन करते समय, इसके कतरनी तनाव को जानना आवश्यक है।
• डबल कतरनी तनाव बोल्ट में गणना की जाती है।

कतरनी तनाव स्टील

• स्टील सभी प्रकार के उद्योगों में सबसे अधिक लागू धातुओं में से एक है। निर्माण से लेकर मशीनों तक, स्टील का उपयोग हर जगह होता है। इसलिए डिजाइन करते समय स्टील का अधिकतम कतरनी तनाव मान एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
• यह स्टील की अंतिम तन्यता ताकत का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है। वॉन मिसिस कारक का उपयोग अधिकतम अपरूपण प्रतिबल को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। यह बताता है कि अधिकतम अपरूपण प्रतिबल अंतिम तन्यता शक्ति का 0.577 गुना है।
• कई मामलों में, इसे स्टील की परम तन्यता ताकत का 0.5 गुना माना जाता है। 

पर और अधिक पढ़ें कतरनी तनाव की गणना कैसे करें

कतरनी तनाव की समस्या

विषय संबंधी प्रश्न

कतरनी तनाव क्या है?

  उत्तर: जब लागू बल आवेदन की सतह / क्षेत्र के समानांतर होता है, तो उत्पादित तनाव को कतरनी तनाव के रूप में जाना जाता है। कतरनी तनाव आवेदन के क्षेत्र के समानांतर दिशा में तनाव टेंसर का एक घटक है।

पूरक कतरनी तनाव क्या है?

उत्तर: जब कतरनी तनाव को मुख्य अक्ष के साथ एक सतह पर लागू किया जाता है, तो आसन्न लम्बवत अक्ष विपरीत दिशा में कतरनी तनाव के बराबर मात्रा का अनुभव करता है जिसे पूरक कतरनी तनाव कहा जाता है।

कतरनी तनाव के लिए संकेत सम्मेलन क्या हैं? | कतरनी तनाव का संकेत कैसे तय करें?

उत्तर: यदि एक्स-एक्सिस के साथ लगाई गई कतरनी बल सही दिशा में या घड़ी की दिशा में है, तो कतरनी तनाव सकारात्मक है।

इसी प्रकार, कतरनी बल धनात्मक होता है यदि y- अक्ष के साथ लगाया गया कतरनी बल ऊपर की दिशा में हो या वह वामावर्त हो।

यदि एक्स-एक्सिस के साथ लगाया गया कतरनी बल बाईं दिशा में या वामावर्त में है तो कतरनी तनाव ऋणात्मक है।

इसी प्रकार, कतरनी बल ऋणात्मक है यदि y- अक्ष के साथ लगाया गया कतरनी बल नीचे की दिशा में हो या वह दक्षिणावर्त हो।

कतरनी तनाव के लिए संकेत क्या है?

कतरनी तनाव का प्रतिनिधित्व करने के लिए प्रतीक का उपयोग किया जाता है। लागू बल और आवेदन क्षेत्र की दिशाओं को निर्दिष्ट करने के लिए, सदस्यता का उपयोग τij के प्रतीक applied के साथ किया जाता है।

कतरनी के उदाहरण क्या हैं?

जब कैंची से कागज का एक टुकड़ा काट दिया जाता है।

प्लेटों के साथ एक बोल्ट और नट कसकर तय किया गया।

एक दूसरे पर हथेली रगड़ना

किसी भी घर्षण से कतरनी का उत्पादन होता है।

कतरनी तनाव का एक उदाहरण क्या है?

रंग का उपयोग करके दीवारों को रंगना।

दांतों के नीचे भोजन चबाना।

कोटर और पोर जोड़ों में, कोटर और पोर का अनुभव कतरनी तनाव का अनुभव करता है।

आप कतरनी तनाव को कैसे हल करते हैं?

कतरनी तनाव = क्रॉस सेक्शन के क्षेत्र / क्षेत्र के समानांतर लगाया गया बल

कतरनी तनाव किन कारणों से होता है?

जब बल एक शरीर से दूसरे में स्थानांतरित होता है, तो सतह के समानांतर बल शरीर द्वारा अनुभव किया जाता है, इस तरह के बल कतरनी तनाव उत्पन्न करते हैं।

कतरनी तनाव और कतरनी बल के बीच अंतर क्या है?

कतरनी बल विमान की सतह के समानांतर या स्पर्शरेखा पर लागू बल होता है, जबकि कतरनी तनाव विमान की सतह प्रति इकाई क्षेत्र द्वारा अनुभव किया जाने वाला कतरनी बल होता है।

कतरनी तनाव और कतरनी दर के बीच अंतर क्या है?

जब लागू बल आवेदन की सतह क्षेत्र के समानांतर होता है, तो उत्पादित तनाव को कतरनी तनाव के रूप में जाना जाता है, जबकि कतरनी दर वह दर है जिस पर द्रव की एक परत तरल पदार्थ की एक और आसन्न परत पर गुजरती है।   

एक सकारात्मक कतरनी बल क्या है?

यदि एक्स-एक्सिस के साथ लगाई गई कतरनी बल सही दिशा या दक्षिणावर्त है तो कतरनी तनाव सकारात्मक है। इसी प्रकार, कतरनी बल धनात्मक है यदि y- अक्ष के साथ लगाया गया कतरनी बल ऊपर की दिशा में है या यह वामावर्त है।

औसत कतरनी तनाव क्या है?

वास्तविक कतरनी तनाव कभी एक समान नहीं होता है; यह अलग-अलग इकाई क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के लिए अलग है। तो, इस कतरनी तनाव की गणना करने के लिए, माना कतरनी तनाव औसत कतरनी तनाव है।

औसत कतरनी तनाव हमेशा क्रॉस-सेक्शन के दिए गए क्षेत्र के लिए अधिकतम कतरनी तनाव से कम होता है।

कतरनी तनाव क्या है?

जब कतरनी तनाव को एक सतह पर लागू किया जाता है, तो सामग्री में विरूपण उत्पन्न होता है। तो, सदस्य की कुल्हाड़ियों के लिए लंबवत मूल लंबाई के विरूपण का अनुपात कतरनी तनाव के रूप में जाना जाता है। इसे γ द्वारा निरूपित किया जाता है।

क्या रेडियन में कतरनी तनाव है?

सं कतरनी तनाव डेल एल और एच की स्पर्शरेखा मूल्य है, जो एक इकाई रहित मात्रा है।

उद्देश्य प्रश्न:

कठोरता G = 90 KPa के कतरनी मापांक वाली एक सामग्री का एक ब्लॉक दो कठोर क्षैतिज प्लेटों से जुड़ा होता है। निचली प्लेट को तय किया जाता है, जबकि ऊपरी प्लेट को क्षैतिज बल पी के अधीन किया जाता है। यह जानते हुए कि ऊपरी प्लेट बल की कार्रवाई के तहत 0.04 सेमी से गुजरती है यदि ब्लॉक की ऊंचाई 2 सेमी है, तो सामग्री में औसत कतरनी तनाव निर्धारित करें।

1. 0.04 रेड
2. 0.02 रेड
3. 0.01 रेड
4. 0.08 रेड

हल: विकल्प 2. उत्तर है।                

कठोरता G = 90 KPa के कतरनी मापांक वाली एक सामग्री का एक ब्लॉक दो कठोर क्षैतिज प्लेटों से जुड़ा होता है। निचली प्लेट को ठीक किया जाता है, जबकि ऊपरी प्लेट को क्षैतिज बल पी के अधीन किया जाता है। यह जानते हुए कि ऊपरी प्लेट बल की कार्रवाई के तहत 0.04 सेमी से गुजरती है यदि ब्लॉक की ऊंचाई 2 सेमी है, तो ऊपरी प्लेट पर बल पी को खोजें।

1. 180
2. 360
3. 720
4. 90

समाधान: विकल्प 1. उत्तर है।

चित्रा में दिखाए गए घंटी क्रैंक तंत्र के लिए पिन ए में विकसित कतरनी तनावों का मान ज्ञात कीजिए? पिन के सुरक्षित व्यास का पता लगाएं, यदि पिन सामग्री के लिए स्वीकार्य कतरनी तनाव 180 एमपीए है।

1. 3mm
2. 4mm
3. 4.5mm
4. 5mm

समाधान: उत्तर विकल्प 4 है।

                   पिन में विकसित तनाव कतरनी तनाव और असर तनाव हैं।

                   B = 5 * 0.1 / 0.15 = 3.33KN पर बल

ए पर डबल कतरनी को ध्यान में रखते हुए

पिन का सुरक्षित व्यास 4.6 मिमी से अधिक महत्वपूर्ण है।

परिपत्र सदस्य के लिए मरोड़ समीकरण प्राप्त करते समय निम्नलिखित में से कौन सी मूल धारणा को नहीं माना जाता है?

1. सामग्री समरूप और समस्थानिक होनी चाहिए।
2. धुरी के लिए लंबवत एक विमान टोक़ अनुप्रयोग के बाद भी विमान बना हुआ है।
3. जब एक टोक़ के अधीन होता है, तो कतरनी तनाव एक अक्षीय सदस्य में केंद्रीय अक्ष से रैखिक रूप से भिन्न होता है।
4. सामग्री हुक के नियम का पालन नहीं करती है

समाधान: विकल्प 4।

निष्कर्ष 

इस लेख में कतरनी तनाव से संबंधित सभी अवधारणाओं पर विस्तार से चर्चा की गई है। किसी भी उत्पाद को डिजाइन करते समय कतरनी तनाव के बारे में जानना बहुत महत्वपूर्ण है।

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