ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างพลังงานความเครียดและพลังงานบิดเบี้ยวคือพลังงานความเครียดเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาตรในระบบ ในขณะที่พลังงานบิดเบือนเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของระบบ
เงื่อนไข พลังงานความเครียด และพลังงานบิดเบือนเกี่ยวข้องกับระบบทางกายภาพ เราสามารถกำหนดความหนาแน่นของพลังงานความเครียดที่จุดหนึ่งในสารที่เป็นของแข็งโดยใช้ส่วนประกอบสองส่วนแยกกัน: พลังงานความเครียดและพลังงานบิดเบือน พลังงานความเครียดเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาตรของระบบที่เรากำลังพิจารณา ในขณะที่พลังงานบิดเบือนเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของรูปร่าง
พลังงานจากความเครียดคืออะไร
พลังงานความเครียดคือพลังงานศักย์ยืดหยุ่นที่ลวดสามารถรับได้ในระหว่างการยืดตัวด้วยแรงยืด เราสามารถให้พลังงานความเครียดของวัสดุยืดหยุ่นเชิงเส้นได้ดังนี้:
U=½ Vσε
โดยที่ U คือพลังงานความเครียด σ คือความเครียด และ ε คือความเครียด เมื่อพิจารณาถึงความเครียดระดับโมเลกุลในโมเลกุล เราสามารถสังเกตพลังงานความเครียดที่ปล่อยออกมาเมื่ออะตอมของส่วนประกอบได้รับอนุญาตให้จัดเรียงตัวเองใหม่ในระหว่างปฏิกิริยาทางเคมี ที่นี่ งานภายนอกที่ทำกับสารยืดหยุ่นที่ทำให้เกิดการบิดเบือนจากสภาวะที่ไม่ได้รับความเครียดจะเปลี่ยนเป็นพลังงานความเครียด พลังงานความเครียดเป็นพลังงานศักย์ชนิดหนึ่ง เราสามารถสังเกตได้ว่าพลังงานความเครียดที่มาในรูปแบบของการเสียรูปยืดหยุ่นนั้นสามารถกู้คืนได้ แต่อยู่ในรูปของงานทางกล
รูปที่ 01: Stress vs Strain Diagram สำหรับวัสดุเหนียว
ตัวอย่างเช่น ไซโคลโพรเพนมีความร้อนจากการเผาไหม้ที่สูงมาก (สูงกว่าโพรเพน) สำหรับแต่ละหน่วยเมทิลเพิ่มเติม (หน่วย CH2) ดังนั้น สารประกอบที่มีพลังงานจากความเครียดที่มากผิดปกติ ได้แก่ เตตระเฮดราน โพรเพลแลน กระจุกที่มีลักษณะคล้ายลูกบาศก์ เฟเนสทราน และไซโคลเฟน
พลังงานบิดเบือนคืออะไร
พลังงานบิดเบี้ยวเป็นพลังงานชนิดหนึ่งที่มีหน้าที่ในการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของสาร เป็นหนึ่งในสององค์ประกอบของความหนาแน่นของพลังงานความเครียด ในขณะที่พลังงานประเภทอื่นคือพลังงานความเครียด เราสามารถให้ความสัมพันธ์นี้ดังนี้:
Ud=Uo – เอ่อ
โดยที่ Ud คือความหนาแน่นของพลังงานความเครียด Uo คือพลังงานความเครียด และ Uh คือพลังงานการบิดเบือน เราสามารถใช้สมการนี้เพื่อหาเงื่อนไขสุดท้ายของความล้มเหลวขึ้นอยู่กับทฤษฎี Von-mise
เราสามารถอธิบายพลังงานบิดเบือนเป็นปริมาณที่อธิบายการเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของพลังงานอิสระของสาร เช่น ของเหลวหรือคริสตัลการเปลี่ยนแปลงพลังงานอิสระนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการบิดเบือนจากการกำหนดค่าที่สม่ำเสมอของสาร คำนี้เรียกอีกอย่างว่าพลังงานปลอดฟรังก์ ซึ่งตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์เฟรเดอริก ชาร์ลส์ แฟรงก์
พลังงานความเครียดและพลังงานบิดเบี้ยวต่างกันอย่างไร
ความหนาแน่นของพลังงานความเครียดของสารที่เป็นของแข็งมีสององค์ประกอบ: พลังงานความเครียดและพลังงานบิดเบือน พลังงานความเครียดเป็นพลังงานศักย์ยืดหยุ่นที่ลวดสามารถรับได้ในระหว่างการยืดตัวด้วยแรงยืดในขณะที่พลังงานบิดเบือนเป็นพลังงานประเภทหนึ่งที่รับผิดชอบในการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของสาร ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างพลังงานความเครียดและพลังงานบิดเบือนคือพลังงานความเครียดเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาตรในระบบ ในขณะที่พลังงานบิดเบือนเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของระบบ นอกจากนี้ สมการของพลังงานความเครียดคือ U=½ Vσε โดยที่ U คือพลังงานความเครียด σ คือความเครียด และ ε คือความเครียด ในขณะที่สมการพลังงานบิดเบือนคือ Ud=Uo – Uh โดยที่ Ud คือความหนาแน่นของพลังงานความเครียด
อินโฟกราฟิกต่อไปนี้สรุปความแตกต่างระหว่างพลังงานความเครียดและพลังงานบิดเบือนในรูปแบบตาราง
สรุป – พลังงานความเครียดเทียบกับพลังงานบิดเบือน
ความหนาแน่นของพลังงานความเครียดของสารที่เป็นของแข็งมีองค์ประกอบสองอย่างคือ พลังงานความเครียดและพลังงานบิดเบี้ยว ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างพลังงานความเครียดและพลังงานบิดเบี้ยวคือพลังงานความเครียดเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาตรในระบบ ในขณะที่พลังงานบิดเบือนเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของระบบ