নমনীয়তা (পদার্থবিদ্যা)

পদার্থের ধর্ম
থাম্বা
থাম্বা

নমনীয়তা পদার্থবিজ্ঞান এবং পদার্থ বিজ্ঞানে প্লাস্টিক বিকৃতি নামেও পরিচিত ।শক্তি প্রয়োগ করা হলে নমনীয় পদার্থের আকৃতির স্থায়ী পরিবর্তন হয় না।[১][২] উদাহরণস্বরূপ,ধাতুর একটি শক্ত টুকরো বাঁকানো হলে এটি নমনীয়তা প্রদর্শন করে কারণ উপাদানের আকৃতির স্থায়ী পরিবর্তন ঘটে না।যে সীমা পর্যন্ত এই ধর্ম প্রদর্শন করে সেটাকে স্থিতিস্থাপক সীমা বলে। স্থিতিস্থাপক আচরণ থেকে প্লাস্টিকের আচরণে রূপান্তর প্রকৌশলে ফলন হিসাবে পরিচিত ।

প্লাস্টিকের বিকৃতি বেশিরভাগ উপকরণে পরিলক্ষিত হয় । বিশেষ করেধাতু ,মাটি , শিলা , কংক্রিট এবং ফেনাতে । [৩][৪][৫][৬]প্লাস্টিকের বিকৃতি ঘটানো শারীরিক প্রক্রিয়া ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হতে পারে।ধাতুতে নমনীয়তা সাধারণত স্থানচ্যুতির পরিণতি । এই ধরনের ত্রুটিগুলি বেশিরভাগ স্ফটিক পদার্থের মধ্যে তুলনামূলকভাবে বিরল। সেলুলার উপাদান যেমন তরল ফেনা বা জৈবিক টিস্যুতে প্লাস্টিকতা প্রধানত বুদবুদ বা কোষের পুনর্বিন্যাসের (বিশেষত টি১ প্রক্রিয়াগুলির) ফলাফল ।

অনেক নমনীয় ধাতু একটি নমুনায় একটি ইলাস্টিক পদ্ধতিতে আচরণ করবে। লোডের বৃদ্ধির সাথে এক্সটেনশনের একটি আনুপাতিক বৃদ্ধি হয়ে থাকে। যখন লোড সরানো হয়, টুকরাটি তার আসল আকারে ফিরে আসে। একবার লোড একটি স্থিতিস্থাপক সীমা অতিক্রম করে স্থিতিস্থাপক অঞ্চলের তুলনায় এক্সটেনশন আরও দ্রুত বৃদ্ধি পায়।যখন বল সরানো হয়, কিছু ডিগ্রী এক্সটেনশন থাকবে।

স্থিতিস্থাপক বিকৃতির গুণমান নির্ভর করে বিবেচিত সময় এবং বলের গতির উপর। যদি বিপরীত গ্রাফে[ক] নির্দেশিত বিকৃতিতে স্থিতিস্থাপক বিকৃতি অন্তর্ভুক্ত থাকে তবে এটি প্রায়শই "ইলাস্টো-প্লাস্টিক বিকৃতি" বা "ইলাস্টিক-প্লাস্টিক বিকৃতি" হিসাবেও উল্লেখ করা হয়।

যে উপাদানের নিখুঁত নমনীয়তা চাপ বা লোড বৃদ্ধি ছাড়াই অপরিবর্তনীয় বিকৃতির মধ্য দিয়ে যায়। যে উপাদানগুলি যেগুলি পূর্বের বিকৃতি দ্বারা শক্ত হয়ে গেছে ,সেগুলো আরও বিকৃত করার জন্য ক্রমবর্ধমান উচ্চ চাপের প্রয়োজন হতে পারে। সাধারণত প্লাস্টিকের বিকৃতিও বিকৃতির গতির উপর নির্ভর করে, অর্থাৎ বিকৃতির হার বাড়াতে উচ্চ চাপ প্রয়োগ করতে হয়। এই জাতীয় উপকরণগুলিকে "ভিস্কো-প্লাস্টিকভাবে বিকৃত" বলে বলা হয় ।

বৈশিষ্ট্যসম্পাদনা

স্থিতিস্থাপক সীমার মধ্যে পীড়ন বিকৃতির সমানুপাতিক।[৭]

কার্য পদ্ধতিসম্পাদনা

 
তামার মধ্যে একটি গোলাকার ন্যানোইন্ডেন্টারের নীচে প্লাস্টিসিটি। আদর্শ জালি অবস্থানের সমস্ত কণা বাদ দেওয়া হয় এবং রঙ কোডটি ভন মিসেস পীড়ন ক্ষেত্রকে নির্দেশ করে।

ধাতুতে নমনীয়তাসম্পাদনা

বিশুদ্ধ ধাতুর একটি স্ফটিকের নমনীয়তা প্রাথমিকভাবে স্ফটিক জালিতে দুটি বিকৃতির কারণে ঘটে।এরা হলো: স্লিপ এবং টুইনিং । স্লিপ হল একটি শিয়ার বিকৃতি যা পরমাণুকে তাদের প্রাথমিক অবস্থানের থেকে আন্তঃপরমাণু দূরত্বের মধ্য দিয়ে স্থানান্তর করে। টুইনিং হল প্লাস্টিকের বিকৃতি যা একটি প্রদত্ত ধাতুর অংশে প্রয়োগ করা শক্তির কারণে দুটি সমতল বরাবর ঘটে।

বেশির ভাগ ধাতু ঠাণ্ডার চেয়ে গরম হলে বেশি নমনীয়তা দেখায়। সীসা কক্ষ তাপমাত্রায় পর্যাপ্ত প্লাস্টিকতা দেখায়। বেশীরভাগ ধাতু গরম করার মাধ্যমে প্লাস্টিক রেন্ডার করা হয়।

বিপরীত নমনীয়তাসম্পাদনা

ন্যানোস্কেলে ধাতুগুলিতে প্রাথমিক নমনীয়তা বিকৃতিটি বিপরীতমুখী।[৮]শেপ-মেমরি অ্যালয় নমনীয়তার একটি বিপরীতমুখী রূপ প্রদর্শন করে।একে আরও সঠিকভাবে সিউডোইলাস্টিসিটি বলা হয়।

মাইক্রোপ্লাস্টিসিটিসম্পাদনা

মাইক্রোপ্লাস্টিসিটি বা মাইক্রো নমনীয়তা ধাতুগুলির একটি স্থানীয় ঘটনা। এটি চাপেরজন্য ঘটে। এখানে, ধাতুটি সম্পূর্ণ ইলাস্টিক ডোমেনে থাকে যখন কিছু স্থানীয় এলাকা প্লাস্টিকের ডোমেনে থাকে।[৯]

নিরাকার উপকরণসম্পাদনা

উন্মাদনাসম্পাদনা

নিরাকার পদার্থে, "অবস্থান" এর আলোচনাটি প্রযোজ্য নয়।যেহেতু সম্পূর্ণ উপাদানের দীর্ঘ পরিসরের ক্রম নেই। এই উপকরণগুলি এখনও প্লাস্টিকের বিকৃতির মধ্য দিয়ে যেতে পারে। যেহেতু পলিমারের মতো নিরাকার পদার্থগুলি সুশৃঙ্খল নয় তাই এগুলিতে প্রচুর পরিমাণে মুক্ত আয়তন বা নষ্ট স্থান রয়েছে। এই উপাদানগুলিকে উত্তেজনায় টানলে এই অঞ্চলগুলি খুলে যায় এবং উপকরণগুলিকে একটি অস্পষ্ট চেহারা দিতে পারে। এই অস্পষ্টতা উন্মত্ততার ফলাফল।এখানে উচ্চ হাইড্রোস্ট্যাটিক পীড়ন অঞ্চলে উপাদানের মধ্যে ফাইব্রিল তৈরি হয় । উপাদান একটি আদেশকৃত চেহারা থেকে স্ট্রেন এবং প্রসারিত চিহ্ন একটি প্যাটার্ন যেতে পারে যেটাকে "পাগল" প্যাটার্ন বলে আখ্যা করা হয়।

সেলুলার উপকরণসম্পাদনা

স্টিতিস্টাপক সীমা অতিক্রম করলে এই উপকরণগুলি বিকৃত হয়। এটি খোলা সেল ফোমের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। ফোমগুলি প্লাস্টিকের ফলন পয়েন্ট সহ যে কোনও উপাদান দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে ।এর মধ্যে অনমনীয় পলিমার এবং ধাতু রয়েছে। যখন ফেনার ঘনত্বের সাথে পদার্থের ঘনত্বের অনুপাত ০.৩ এর কম হয় তখনই ফোমকে বিম হিসাবে মডেল করার এই পদ্ধতিটি বৈধ । এর কারণ হল বিমগুলি বাঁকানোর পরিবর্তে অক্ষীয়ভাবে ফল দেয়।

মাটি ও বালিসম্পাদনা

মাটি, বিশেষ করে কাদামাটি, লোডের অধীনে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে স্থিতিস্থাপকতা প্রদর্শন করে। মাটির মধ্যে নমনীয়তার কারণ বেশ জটিল হতে পারে এবং এটি দৃঢ়ভাবে মাইক্রোস্ট্রাকচার, রাসায়নিক গঠন, এবং জল কন্টেন্ট উপর নির্ভর করে। মাটির মধ্যে প্লাস্টিকের আচরণ প্রাথমিকভাবে সংলগ্ন শস্যের ক্লাস্টারগুলির পুনর্বিন্যাসের কারণে ঘটে।

ফলন মানদণ্ডসম্পাদনা

 
ভন মিসেস মানদণ্ডের সাথে ট্রেসকা মানদণ্ডের তুলনা।

উপরে উল্লিখিত হিসাবে যদি চাপ একটি নির্দিষ্ট মান অতিক্রম করে, তাহলে উপাদানটি বিকৃতির মধ্য দিয়ে যাবে। এই সমালোচনামূলক চাপ প্রসার্য বা সংকোচনশীল হতে পারে। ট্রেসকা এবং ভন মিসেস মানদণ্ড সাধারণত একটি উপাদান ফলন হয়েছে কিনা তা নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়।প্রমাণিত হয়েছে যে, এই মানদণ্ডগুলি একটি বৃহৎ পরিসরের উপকরণের জন্য অপর্যাপ্ত প্রমাণিত হয়েছে এবং অন্যান্য বেশ কয়েকটি ফলনের মানদণ্ডও ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা হচ্ছে।

বিশেষ দ্রষ্টব্যসম্পাদনা

  1. বিপরীত গ্রাফ বলতে y-অক্ষকে বোঝানো হয়

তথ্যসূত্রসম্পাদনা

  1. Lubliner, J. (২০০৮)। Plasticity theory। Dover। আইএসবিএন 978-0-486-46290-5 
  2. Bigoni, D. (২০১২)। Nonlinear Solid Mechanics: Bifurcation Theory and Material Instability। Cambridge University Press। আইএসবিএন 978-1-107-02541-7 
  3. Jirasek, M.; Bazant, Z. P. (২০০২)। Inelastic analysis of structures। John Wiley and Sons। আইএসবিএন 0-471-98716-6 
  4. Chen, W.-F. (২০০৮)। Limit Analysis and Soil Plasticity। J. Ross Publishing। আইএসবিএন 978-1-932159-73-8 
  5. Yu, M.-H.; Ma, G.-W.; Qiang, H.-F.; Zhang, Y.-Q. (২০০৬)। Generalized Plasticity। Springer। আইএসবিএন 3-540-25127-8 
  6. Chen, W.-F. (২০০৭)। Plasticity in Reinforced Concrete। J. Ross Publishing। আইএসবিএন 978-1-932159-74-5 
  7. "হুকের সূত্র" 
  8. Gerolf Ziegenhain and Herbert M. Urbassek: Reversible Plasticity in fcc metals. In: Philosophical Magazine Letters. 89(11):717-723, 2009 DOI
  9. Maaß, R.; Derlet, P.M. (জানুয়ারি ২০১৮)। "Micro-plasticity and recent insights from intermittent and small-scale plasticity"। Acta Materialia143: 338–363। arXiv:1704.07297 এসটুসিআইডি 119387816ডিওআই:10.1016/j.actamat.2017.06.023