عرض مصدر انكسار (خواص المواد)

{{عن|3=انكسار (توضيح)}}
{{أشكال الإخفاق الميكانيكي}}
'''الانكسار''' هو انفصال موضعي لجسم أو مادة إلى قطعتين أو أكثر تحت تأثير [[إجهاد (ميكانيكا)|الإجهاد]].<ref>{{استشهاد بويب| مسار = https://id.ndl.go.jp/auth/ndlsh/00562833 | عنوان = معلومات عن انكسار (خواص المواد) على موقع id.ndl.go.jp | ناشر = id.ndl.go.jp| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20200421083418/https://id.ndl.go.jp/auth/ndlsh/00562833 | تاريخ أرشيف = 21 أبريل 2020 }}</ref><ref>{{استشهاد بويب| مسار = https://www.britannica.com/science/fracture-in-mechanics | عنوان = معلومات عن انكسار (خواص المواد) على موقع britannica.com | ناشر = britannica.com| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20171031045202/https://www.britannica.com/science/fracture-in-mechanics | تاريخ أرشيف = 31 أكتوبر 2017 }}</ref><ref>{{استشهاد بويب| مسار = https://id.loc.gov/authorities/sh85051154 | عنوان = معلومات عن انكسار (خواص المواد) على موقع id.loc.gov | ناشر = id.loc.gov|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20191213031328/https://id.loc.gov/authorities/sh85051154|تاريخ أرشيف=2019-12-13}}</ref> وتستخدم كلمة كسر في عدة ميادين مثل كسر عظام المخلوقات الحية أو [[بلورة|البلورات]] أو المواد البلورية مثل [[حجر كريم|الأحجار الكريمة]] أو [[فلز|الفلزات]]. وقد تنكسر البلورات في المواد البلورية أحيانا دون أن ينفصل الجسم إلى قطعتين أو أكثر. و بحسب نوع المادة المكسورة فإن الانكسار ينقص من [[مقاومة المواد|مقاومة المادة]] أو يثبط من انتقال ال[[ضوء]] عبرها (البلورات البصرية).

إن الفهم المفصل لكيفية حدوث الانكسار في المواد يكون بدراسة [[ميكانيكا الانكسار]].

== أنماط الانكسار ==
=== الانكسار القصف ===
[[ملف:Glass fracture.jpg|تصغير|250 بك|انكسار قصف في [[زجاج|الزجاج]].]]
[[ملف:Pedalarm Bruch.jpg|تصغير|250 بك|انكسار في ذراع [[عمود مرفق|العمود المرفقي]] المصنوع من [[ألومنيوم|الألمنيوم]]. اللون الفاتح: انكسار قصف، واللون الداكن:انكسار بالتعب.]]
في الانكسار القصف لا يحدث أي تشوه لدن مميز قبل الكسر. ويمكن للانكسار في المواد البلورية القصفة أن يحدث ب[[انفلاق|الانفلاق]] (Cleavage) كنتيجة لإجهاد الشد الموثر عموديا على المستويات البلورية ذات الارتباط الضعيف (مستويات الانفلاق). وعلى العكس في المواد الصلبة غير البلورية فإن نقص [[بنية بلورية|البنية البلورية]] يؤدي إلى [[صدع محاري]] (Conchoidal fracture)، مع تصدعات تكون عمودية على اتجاه الشد المطبق.

المقاومة النظرية للمواد البلورية هي 
:<math>\sigma_\mathrm{theoretical} = \sqrt{ \frac{E \gamma}{r_o} }</math>
حيث: - 
:<math>E</math> هو [[معامل يونغ]] للمادة.
:<math>\gamma</math> هو [[طاقة السطح]].
:<math>r_o</math> هي مسافة التوازن بين المراكز الذرية.

ومن جهة أخرى فإن الشق يسبب [[تركز الإجهاد|تركزا للإجهاد]] يوصف كما يلي:
:<math>\sigma_\mathrm{elliptical\ crack} = \sigma_\mathrm{applied}(1 + 2 \sqrt{ \frac{a}{\rho}}) = 2 \sigma_\mathrm{applied} \sqrt{\frac{a}{\rho}} </math> (For sharp cracks)

حيث: - 
:<math>\sigma_\mathrm{applied}</math> هو جهد التحميل،
:<math>a</math> هو نصف طول الشق
:<math>\rho</math> هو [[نصف القطر|نصف قطر]] التقوس في رأس الشق.

بوضع هاتين المعادلتين مع بعضهما فإننا سنحصل على:
:<math>\sigma_\mathrm{fracture} = \sqrt{ \frac{E \gamma \rho}{4 a r_o}}.</math>

ونلاحظ أن الشقوق الحادة (<math>\rho</math> صغيرة) و العيوب الكبيرة (<math>a</math> كبيرة) ينقصان كلاهما مقاومة الانكسار للمادة.
وقد اكتشف العلماء حديثا ال[[انكسار فوق الصوتي]] (Supersonic fracture)، وهي ظاهرة حركة الشق في المواد بسرعة تفوق [[سرعة الصوت]].

=== الانكسار المطيلي ===
[[ملف:DuctileFailure.jpg|تصغير|250 بك|يمين|الانكسار المطليلي لعينة مشدودة محوريا.]]
[[ملف:ductile fracture upd.png|تصغير|300 بك|شكل توضيحي لخطوات الانكسار المطيلي]]
الانكسار المطيلي هو تشوه لدن ممتد يحدث قبل الانكسار. الكثير من المعادن المطيليلة، وخصوصا المواد عالية النقاوة، يمكن أن تتحمل تشوه كبيرة جدا حوالي 50-100 % أو تنفعل أكثر قبل الانكسار تحت شروط التحميل الملائمة والبيئة الملائمة. يرتبط الانفعال الذي يحدث عنده الانكسار بنقاوة المادة. فالحديد النقي عند درجة حرارة الغرفة ينفعل حتى 100 % قبل الانكسار، في حين أن [[حديد زهر|حديد الزهر]] أو [[فولاذ كربوني|الفولاذ عالي الكربون]] يمكن أن ينفعل 3 % فقط.

وبما أن الانكسار المطيلي يتضمن درجة عالية من التشوه اللدن فإن سلوك الانكسار وانتشار الشق كما وصف في المعادلات السابقة يتغير كليا. فبعض الطاقة الناتجة عن [[تركز الإجهاد]]ات عند عنق الانكسار تضيع في التشوه اللدن قبل أن ينتشر الشق. 
إن الخطوات الأساسية لتشكل أصغر مقطع عرضي، وتشكل الفراغات، واتحاد الفراغات (وتسمى بتشكل الشق أيضا)، وانتشار الشق، والفشل، غالبا تنتج بتشكل سطح الانكسار ذو الشكل الكأسي.

== المراجع ==
{{مراجع}}

== اقرأ أيضا ==
* [[كسر العظم|كسر العظام]]
* [[ميكانيكا الانكسار]]
* [[متانة الانكسار]] ([[w:Fracture toughness|Fracture toughness]])
* [[انهيار (مواد)|انهيار (خواص المواد)]]
* [[فشل بنيوي]] ([[السلامة الهيكلية والقصور]])

== وصلات خارجية ==
* [http://www.jwave.vt.edu/crcd/farkas/lectures/Fract1/tsld006.htm مخطط تشكل الانكسار المطيلي]
* [http://materials.open.ac.uk/mem/index.html المتحف الافتراضي لفشل المواد]
* [http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2008/weld/weld.html الانكسار المطيلي]

{{ضبط استنادي}}{{شريط بوابات|الفيزياء|الكيمياء|علم المواد|كيمياء فيزيائية|هندسة تطبيقية|هندسة ميكانيكية}}

{{روابط شقيقة}}

[[تصنيف:علم المواد]]
[[تصنيف:عيوب المباني]]
[[تصنيف:فيزياء الزجاج]]
[[تصنيف:لدونة]]
[[تصنيف:مرونة]]
[[تصنيف:ميكانيكا]]
[[تصنيف:ميكانيكا الانكسار]]
[[تصنيف:ميكانيكا المواد الصلبة]]