संपीडन प्रतिबल

Compressive Stress

संपीडन प्रतिबल, एक प्रकार का बल (स्ट्रेस) होता है, जो तब होता है,जब किसी सामग्री को एक ऐसे बल के अधीन किया जाता है जो उसे संपीड़ित या निचोड़ने की प्रवृत्ति रखता है, जिससे उसकी मात्रा कम हो जाती है। यह तन्यता तनाव के विपरीत है, जो तब होता है जब किसी सामग्री को खींचा या खींचा जाता है।

जब किसी पदार्थ से बनी सामग्री पर संपीड़ित बल लगाया जाता है, तो यह सामग्री के भीतर परमाणुओं या अणुओं को एक साथ स्थानांतरित करने का कारण बनता है। परिणामस्वरूप सामग्री के भीतर परमाणुओं या अणुओं द्वारा अधिकृत क्षेत्र की मात्रा न्यून होने लगती है। यह संपीड़न, सामग्री के भीतर पाए जाने वाले आंतरिक बलों की ओर जाता है, जो आरोपित बल का विरोध करते हैं। इस प्रकार न्यूटन के बल संबंधित तीसरे नियम, से संदर्भित हो कर, सामग्री को उसके मूल आकार में पुनर्स्थापित करने के प्रयास में आंतरिक परमाणुओं या अणुओं का सहयोग रहता है।

गणितीय रूप से

संपीड़ित प्रतिबल को बल के लंबवत प्रति यूनिट क्षेत्र पर लागू बल के रूप में परिभाषित किया गया है। संपीड़ित तनाव ($\sigma$) की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:

$\sigma =-F/A,$

जहाँ:

किसी पदार्थ विशेष पर बल युग्म लगने से उपजे,तनाव के विभिन्न प्रकार 1: दबाव,2:तनाव,3:कर्तन,4:बंकन,5:आघूर्ण बल,6:क्लांत बल

   $\sigma$ संपीडन प्रतिबल(कंप्रेसिव स्ट्रेस) है,

   $F$अनुप्रयुक्त संपीड़ित बल है, और

   $A$ बल के लंबवत सामग्री का क्रॉस-आंशिक क्षेत्र है।

तनाव के लिए $SI$इकाई पास्कल $(Pa)$ है, जो एक न्यूटन प्रति वर्ग मीटर ${\frac {N}{m^{2}}}$ के समतुल्य है।

नोट : संपीड़न प्रतिबल को तन्य तनाव के समान ही परिभाषित किया गया है लेकिन इसमें संपीड़न को व्यक्त करने के लिए नकारात्मक मान हैं ।

मापन इकाइयाँ

लंबे, पतले संरचनात्मक तत्वों में - जैसे कि कॉलम या ट्रस बार - संपीड़न प्रतिबल की वृद्धि से संपीड़न क्षमता की तुलना में कम तनाव पर आकुंचन (बकलिंग) के कारण संरचनात्मक विफलता होती है।

संपीड़न प्रतिबल एक प्रकार का यांत्रिक तनाव है । ऐसे में इस प्रकार के तनाव के मापन में उपयोग में आने वाली इकाइयाँ को उस वस्तु अथव सामग्री जिसपर की यह तनाव प्रति इकाई क्षेत्र बल के आधार पर होती है । प्रायः इस प्रकार के प्रति बल से उत्पन्न संघनन को इंगित करने के लिए संपीड़न प्रतिबल का मान नकारात्मक माना जाता है। हालाँकि, भू-तकनीकी इंजीनियरिंग में, संपीड़ित तनाव को सकारात्मक मूल्यों के साथ दर्शाया जाता है।

संपीड़न तनाव=-(एफ/ए)

जहाँ F= वस्तु पर लगाया गया बल।

ए= वस्तु के अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल।

ध्यान रखने योग्य

भौतिक जगत में,अनेक प्रकार के वस्तुएं,विभिन्न प्रकार के पदार्थों से बनी सामग्रियों से बनी हुए मानी जा सकती हैं। ऐसे में ,यह स्वाभाविक ही है की,इन विभिन्न प्रकार की वस्तुओं व सामग्रियों में संपीडन प्रतिबल (कंप्रेसिव तनाव) का आच्छादन करने (सामना करने) की क्षमताओं में अवकलन हो । प्रायः,कुछ सामग्रियां, जैसे कंक्रीट और धातु, संपीड़ित बल (कंप्रेसिव फोर्स) का विरोध करने में अधिक सक्षम होती हैं और ऐसी सामग्रियों से बनी संरचनाओं में संरचनात्मक विफलता आने से पहले उच्च संपीड़ित प्रतिबल को झेल जाने की क्षमता पाई जा सकती है। दूसरी ओर, फोम या भंगुर पदार्थों से बनी सामग्रियों की संपीड्यता का मूल्य अपूर्ण हो सकता है, ऐसे में ऐसी सामग्रियाँ,अपेक्षाकृत कम संपीडन तनाव के अधीन,तुरंत विफल हो सकती है।

संक्षेप में

इंजीनियरिंग और संरचनात्मक डिजाइन में सामग्रियों के संकुचित तनाव व्यवहार को समझना आवश्यक है। यह संरचनाओं की भार-वहन क्षमता निर्धारित करने और विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त सामग्री का चयन करने में मदद करता है, जैसे कि कॉलम, बीम और सहायक संरचनाओं को डिजाइन करना।