20.12 : מאמצים שיוריים בכפיפה

במחקר של איברים אלסטופלסטיים הנתונים למומנטים של כפיפה, הבנת שלבי ההעמסה והפריקה היא חיונית להערכת התנהגות החומר והשלמות המבנית. במהלך שלב ההעמסה, כאשר מומנט הכפיפה גדל, החומר מגיב בתחילה בצורה אלסטית, תוך ציות לחוק הוק, שבו המאמץ עומד ביחס ישר למעוות. כאשר העומס עולה על חוזק הכניעה, נוצר עיוות פלסטי, וכתוצאה מכך נוצרים מעוות ועיוות קבועים שנשארים גם לאחר הסרת העומס.

שלב הפריקה מתחיל כאשר מומנט הכפיפה פוחת לאפס. בניגוד לחומרים אלסטיים גרידא, המאמץ באיבר אלסטופלסטי במהלך הפריקה אינו חוזר על נתיב ההעמסה המקורי אלא עוקב אחר נתיב חדש וליניארי. שינוי זה מצביע על נוכחות של מעוותים שיוריים, הנמשכים עקב המעוותים הפלסטיים הבלתי הפיכים הנגרמים במהלך ההעמסה.

מאמצים שיוריים אלה מחושבים באמצעות עקרון הסופרפוזיציה, המשלב מאמצים משלב ההעמסה האלסטופלסטית עם אלה משלב הפריקה האלסטית.

במהלך הפריקה, יחסי המאמץ-מעוות הופכים שוב לליניאריים, מה שמאפשר שימוש בנוסחאות גמישות אלסטיות. שלב זה הוא קריטי עבור יישומים הנדסיים, שכן מאמצים שיוריים יכולים להשפיע על התנהגות מבנית בעומסים חוזרים, שעלולים להוביל לכשלים בלתי צפויים. הבנת הדינמיקה הזו מאפשרת תכנון של מבנים בטוחים ואמינים יותר על ידי חיזוי וניהול מדויק של המאמצים הנובעים מתרחישי העמסה מורכבים.