Temperature की वजह से Stress कैसे बढ़ता है? Poisson’s Ratio, Bulk Modulus Explained in Hindi

जब किसी मटेरियल का तापमान बढ़ता है या घटता है, तो उसमें Thermal Expansion या Contraction होता है। अगर इस एक्सपेंशन को रोक दिया जाए, तो मटेरियल में Internal Stress उत्पन्न हो जाता है। इसी Temperature-induced Stress को Thermal Stress कहते हैं।

Thermal Stress क्या होता है?

Thermal Stress वह Stress होता है जो किसी मटेरियल में Temperature के बदलाव के कारण develop होता है, जब उसका Expansion/Contraction Constraint हो। यह सामान्यतः Bridges, Pipes, और Railway Tracks में देखा जाता है।

Thermal Stress का Formula:

Thermal Stress = E × α × ΔT
जहाँ,
E = Young's Modulus
α = Coefficient of Thermal Expansion
ΔT = Temperature Change

Poisson’s Ratio क्या है?

जब किसी मटेरियल पर Axial Load apply किया जाता है, तो वह केवल लम्बाई में ही नहीं बल्कि चौड़ाई में भी deform होता है। इस अनुपात को ही Poisson's Ratio कहते हैं।

Poisson's Ratio (ν) = Lateral Strain / Longitudinal Strain

Ideal Poisson’s Ratio का मान 0.25 से 0.35 के बीच होता है, लेकिन यह मटेरियल के प्रकार पर निर्भर करता है।

Bulk Modulus क्या होता है?

Bulk Modulus (K) किसी मटेरियल की Compressibility को दर्शाता है। जब किसी body पर Uniform Pressure apply किया जाता है, तो उसमें Volume में जो परिवर्तन होता है, उसे Bulk Modulus से quantify किया जाता है।

Bulk Modulus (K) = - Pressure / (ΔV/V)

Negative sign दिखाता है कि Volume में गिरावट आती है जब Pressure बढ़ता है।

Temperature Stress का Importance:

• Structural Components जैसे कि Buildings, Bridges और Pipelines में Thermal Stress को ध्यान में रखकर Design किया जाता है।

• Proper Expansion Joints देने से Thermal Expansion के नुकसान से बचा जा सकता है।

• Aerospace और Automotive Applications में Material Selection करते समय Thermal Properties को विशेष ध्यान दिया जाता है।

Conclusion:

Temperature-induced Stress Engineering Design के लिए एक बहुत ही Critical Factor होता है। इसके साथ-साथ Poisson's Ratio और Bulk Modulus जैसे Elastic Properties को समझना मटेरियल की सही चयन और Structure की Durability सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक होता है।