திண்ம இயற்பியல்

திண்ம இயக்கவியல் என்பது இயற்பியலின், இயக்கவியலின் மற்றும் கணிதத்தின் ஒரு துறையாகும், இது வெளி வினைகளுக்கு (எ-டு; வெளி விசைகள், வெப்ப மாற்றங்கள், இடப்பெயர்ச்சி போன்றவை) திண்மப் பொருட்களின் விளைவுகளை பற்றியது. இது தொடரக இயக்கவியல் என்னும் விரிவான இயலின் ஒரு பகுதியாகும். திண்ம இயக்கவியலின் சாமானிய நடைமுறை பயன்பாட்டிற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு ஒயிலர்-பெர்னாலியின் உத்திர சமன்பாடு (beam equation) ஆகும். திண்ம இயக்கவியல் அழுத்தங்கள், (அழுத்தத்தால் உண்டாகும்) திரிபுகள், மற்றும் அவற்றிர்கிடையேயான உறவுகள் ஆகியவற்றை வரையருக்க இழுவங்களைப் (tensors) மிகவதிகமாய் பயன்படுத்துகிறது.

பதில்விளைவு மாதிரிகள்

இடப்பட்ட ஒரு அழுத்ததிற்கு ஒரு திண்மப்பொருள் எவ்வாறு பதில்விளைவு காட்டுகிறது என்பதனை விவரிக்க மூன்று மாதிரிகள் உள்ளன:

பருப்பொருட்களுக்கு ஒரு இயல்பு வடிவம் உண்டு, இந்த இயல்பு வடிவம் அழுத்தத்தை இடுவதால் மாறிவிடும். இயல்பு வடிவத்திலிருந்து எந்தளவு வடிவம் மாறுகிறது என்பதே உருத்திரிவு என்று அழைக்கப்படும், இயல்புவடிவிற்கும் உருத்திரிவிற்கும் இடையிலான விகிதசமமே திரிபு (strain) எனப்படும். இடப்பட்ட அழுத்தம் போதுமான அளவு குறைவாக இருக்கையில் (அல்லது உண்டாகும் திரிபு சிறியதாய் இருக்கையில்), கிட்டத்தட்ட எல்லா பருப்பொருட்களுமே தங்களின் திரிபு, அழுத்தத்திற்கு நேர்விகிதசமமாய் இருக்கும் வகையில்தான் நடந்து கொள்ளும், இந்த விகிதசமத்தின் கெழு மீட்சியியல் குணகம் அல்லது யங் குணகம் என்று அழைக்கப்படும். இந்த உருத்திரிவு எல்லையே நேரியல்பு மீட்சி பகுதி என்றழைக்கப்படும்.

திண்ம இயக்கவியல் பகுப்பாய்நர்கள், கணக்கிடுதலின் எளிமை காரணமாய், நேரியல்பு பருப்பொருள் மாதிரிகளைப் பயன்படுத்துவதே வழக்கு. ஆனால், இயற்கையில் பொருட்கள் நேரியல்பல்லாத நடத்தையினையும் காட்டுகின்றன. புதியவைகளின் பயன்பாட்டினாலும், பழைய பொருட்கள் அவைகளின் பயன்பாட்டு எல்லை தாண்டி பயன்படுத்தப்படுவதாலும் நேரியல்பல்லா பருப்பொருள் மாதிரிகள் அதிக பயன்பாடு பெற்றுவருகின்றன.

மீள்மை - இடப்பட்ட அழுத்தம் நீக்கப்பட்டவுடன் அந்த பொருள் தன் பழைய இயல்பு வடிவிற்கு திரும்பிவிடும். நேரியல்பு மீட்சிமை பொருட்கள், அதாவது இடப்படும் பாரத்திற்கு விகிதசமத்தில் உருத்திரிவு அடைபவை, ஹூக் விதி போன்ற நேரியல்பு மீட்சிமை சமன்பாடுகளால் விவரிக்கக் கூடியவை.

பாகுமீள்மை - இவ்வகை பொருட்கள் மீள்மை தன்மையுடன் தேய்மானமும் உடையவை: அழுத்தம் இடப்பட்டு பின் நீக்கப்படுகையில், தேய்மான விளைவுகளுக்கு எதிராக சிறிது வேலை செய்ய வேண்டியுள்ளது, இது பொருளின் உள்ளே வெப்பமாய் மாற்றப்படும், இதனால் அழுத்த-திரிவு உறவில் ஒரு தயக்கவளைவு (hysteresis loop) உண்டாகிறது. இது அந்தப் பொருளின் பதில்விளைவு கால சார்புடையது என்பதனை குறிக்கிறது.

நெகிழ்மை - மீள்மையுடன் விளங்கும் பொருட்கள் இடப்படும் அழுத்தம் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு (நெகிழ்வு அளவு - yield value) குறைவாய் இருக்கும் வரையே அவ்வாறு விளங்கும். அழுத்தம் நெகிழ்வளவிற்கு அதிகமாய் இருக்கையில் பொருட்கள் நெகிழ்மையுடன் விளங்கும், தங்கள் பழைய அல்லது இயல்பு வடிவிற்கு மீளாது. அதாவது நெகிழ்விற்கு பின் நிகழும் உருத்திரிவு நிரந்தரமானது.

திண்மப்பொருள் இயற்பியல்