20 கட்டக ஆய்வியல்
20 கட்டக ஆய்வியல் லாம். கட்டகத்தின் பாதுகாப்பை உறுதி செய்யும் ஒரு வழி, கட்டகத்தின் எப்பகுதியிலும் தோற்று விக்கப்படும் வலிமை தகைவுகள் வரம்புகளைத் தாண்டா வண்ணம் வடிவமைத்தலாகும். (வலிமை வரம்புகள் வடிவமைப்புச் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளன). நூல்களில் செந்தர ஆகவே, தகைவுகளை ஆய்தலே கட்டக ஆய்வியலின் அடிப் படைக் குறிக்கோள் ஆகும். படுகின்றன. சுட்டக வடிவமைப்பு, பொருள் வலிமை யியல் எனும் துறைகளை இணைக்கும் பாலமாகக் கட்டக ஆய்வியல் விளங்குகிறது. கட்டகம் உறுதிச் சமனிலையிலும், போதிய உரு வலிமையுடனும் இருப்பதோடு கட்டகத்தின் கட்டகங்களில் மாற்றங்களும் தக்க வரம்புகளுக்குள் இருத்தல் பயன் பாட்டு நோக்கில் அவசியம். இதை உறுதி செய்யக் கட்டகத்தில் பல்வேறு பகுதிகளிலும் விலக்கங்கள் (deflections), சரிவுகள் (slopes), முறுக்கங்கள் (twists ) முதலான உருமாற்றங்கள் ஆயப்பட வேண்டும். இவ்வாய்வுகள் ஒரு வகையில் கட்டக வலிமை ஆய் வுக்கே பயன்படக் கூடியவை. கட்டக ஆய்வுகள் கட்டகத்தின் புறநிலைப்பேற்றை ஆய்வதில் தொடங்குகின்றன. ஆய்வின் மூன்று கூறுகள் நிலைப்புத் தன்மை ஆய்வு, வலிமை ஆய்வு, பயன்பாட்டுநிலை ஆய்வு எனப்படும். கட்டகம் உறுதியாக நின்று நிலவிப் பயன்பட வேண்டுமெனில் அது முதலில் உறுதிச்சம நிலையில் இருக்க வேண்டும். இது நிலைப்பு அல்லது நிலைபேறு (stability) எனப்படும். புறநிலைப்பேறு அகநிலைப்பேறு என இருவகை நிலைபேறுகளும் உறுதி செய்யப்பட்ட பின்னரே வலிமை ஆய்வு என்பது.கட்டகத்தின் உட்பகுதிகளில் தோற்றுவிக்கப் படும் தகைவுகள் கட்டகப் பொருளின் பயன்பாட்டு வலியை வரம்புக்கு (working stress) உட்பட்டனவாக இருப்பதை ஆய்ந்தறிதலேயாகும். (எ. கா. 50Nmm' தகைவினால் சிதைவுறக் கூடிய பொருள் ஒன்றுக்குப் பயன்பாட்டு வலிமை வரம்பு 30 N/mm² அறுதியிடப்பட்டிருப்பின். கட்டகத்தின் ஒவ்வொரு கூடும்வலிமை ஆய்வுப் பகுதியிலும் தகைவுகள் 20Nmm' என்ற வாம்புக்குட்பட்டிருப்பின் கட்டகம் போதிய வலிமையுடையதாகக் கருதப்படும்.) என ஆய் ஆனால் கட்டக தகைவுகளின் ஆய்வு, வியலின் ஒரு முக்கியக் கூறாக விளங்குவதில்லை. கட்டகம் பல உறுப்புகளைக் கொண்டு விளங்குவது. ஒவ்வொரு உறுப்பின் வடிவியல் கூறுகளைக் கொண்டு உறுப்பின் மீது செயல்படும் விசைகளால் உறுப்புகளில் தோற்றுவிக்கப்படும் தகைவுகளையும், உறுப்பு ஆக்கப்பட்டுள்ள பொருளின் அடிப்படை வலிமை வரம்புகளிலிருந்து உறுப்பு ஏற்கக் கூடிய புறவிசைகளின் அளவுகளையும் ஆய்தல் பொருள் வலிமையியல் (strength of materials) என்ற தனித் துறையாக வளர்ந்துள்ளது. கட்டகத்தின் எனவே. மீது செயல்படும் பல்வேறு புறவிசைகளால் கட்டக உறுப்புகள் ஒவ்வொன்றிலும் தோற்றுவிக்கப்படும் அகவிசைகளை ஆய்தலே கட்டகத்தில் வலிமை ஆய் வாகும். இவ்வகவிசைகள், இறுக்கம் (thrust), திருப் புமை (moment), துணிப்புவிசை (shearforce) எனப் மூவகைப்படும். திருப்புமையில் வளைவுத்திருப்புயை (bending moment), முறுக்கத்திருப்புமை (twisting moment) என இருவகை உண்டு. இவ்வகை விசைக் கூறுகள் ஒவ்வோர் உறுப்பிலும் காணப்பட்டால். இவற்றால் உறுப்பில் தோற்றுவிக்கப்படும் தகைவு களைக் காணப் பொருள் வலிமையியலும், இவற் றைத் தாங்கிப் பாதுகாப்பாக விளக்கும் வகையில் உறுப்புகளின் வடிவியல் பண்புகளை நிறுவக் சுட்டக வடிவமைப்பியலும் (structural design) பயன் ச 5 புறநிலைப்பேறு. சிறு அளவில் (வலிமையை விஞ்சாத) விசைகள் செலுத்தப்படின் தோற்றுவிக்கப் படும் இடப்பெயர்ச்சிகள், அளவில் சிறியனவாகவும், விசைகள் நீக்கப்பட்டதும் மீட்சியடையவல்லனவாயும் இருத்தலே உறுதிச் சமனிலையின் அடிப்படைக் கூறு. கட்டகங்களின் உறுதிச் சமநிலையை அறுதியிடும் தன்மையைப் படம் 1 இன் மூலம் விளக்கலாம். ஒரு கட்டக உறுப்பின் இடப் பெயர்ச்சிகளைப் படம் 1 காட்டுகிறது. (பெயர்ச்சிகள் ஒரு தளத்தில் மட்டுமே காட்டப்பட்டுள்ளன). x திசை இடப் பெயர்ச்சிக் கூறு, u, y திசை இடப்பெயர்ச்சிக் கூறு ல. x y தளத்தில் கழற்சி 02 என்ற மூன்று பெயர்ச்சிக் கூறுகளின் கூட்டாகவே எல்லா இடப்பெயர்ச்சிகளை யும் காட்ட இயலும். எனவே, இம்மூன்று பெயர்ச்சிக் கூறுகளும் ஒரு வெட்டுமுகத்திலோ, ஒன்றுக்கு மேற் பட்ட வெட்டுமுகங்களிலோ தடை செய்யப்பட்டால் உறுதிச் சமநிலையைத் தோற்றுவிக்க முடியும். இத் தடைகளைச் செலுத்தவே தாங்கிகள் பயன்படுத்தப் படுகின்றன. படம் 2 தாங்கி வகைகளைக் காட்டு கிறது. இந்நால்வகைத் தாங்கிகளில் உறுதித் தாங்கி u. v. 0 ஆகிய மூன்று பெயர்ச்சிக் கூறுகளையும் தடை செய்கிறது. இருக. கூர்முனைத் தாங்கிகள் u, v ஆகிய கூறுகளை மட்டும் தடை செய்கின்றன. உருளைத் தாங்கி உருளையின் தொடுதளத்திற்குச் செங்குத்தான திசையில் டப்பெயர்ச்சியை மட்டும் (u அல்லது v) தடுக்கிறது. இவ்வகைத் தாங்கிகளின் கூட்டுச் செயல்பாட்டால் கட்டக அமைப்புகள் ரங்கப்படும். தன்மை படம் 3 இல் காட்டப் பட்டுள்ளது. தர தாங்கிகள் மொத்தத்தில் மூன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பெயர்ச்சித் தடைகளைச் செலுத்துவதன் மூலம் உறுதிச் சாநிலையை அளிக்கின்றன. தேவை மான பெயர்ச்சித்தடைகளை மட்டுமே தாங்கிகள் செலுத்தினால் அமைப்புகளை உறுதிச் சமநிலையில்
