પરાભવબિંદુ (yield-point)

February, 1998

પરાભવબિંદુ (yield-point) : ક્રાંતિબિંદુ પાસે પદાર્થ(તાર કે ઘનનળાકાર)ની સ્થિતિસ્થાપક હદ પૂરી થતાં કાયમી વિકૃતિની ઘટના.

પદાર્થનો એવો ગુણધર્મ કે જેના લીધે બાહ્ય બળ દૂર કરતાં પદાર્થ પોતાનો મૂળ આકાર અને કદ પ્રાપ્ત કરી શકે છે, તેને તે પદાર્થની સ્થિતિસ્થાપકતા (elasticity) કહે છે. પદાર્થ અમુક હદે વિકૃતિ પામે તેને સ્થિતિસ્થાપક હદ કહે છે. પદાર્થ પર પ્રતિબળ લગાડવામાં આવે છે ત્યારે તેનું સ્વરૂપ બદલાય છે; લંબાઈ, કદ અથવા આકારમાં ફેરફાર થાય છે. પદાર્થના એકમ પરિમાણમાં થતા આવા ફેરફારને વિકૃતિ કહે છે. એક જ પ્રકારની રાશિનો ગુણોત્તર હોઈ તેને એકમ નથી. પદાર્થના આડછેદના ક્ષેત્રફળ પર બળ લગાડવાથી પદાર્થમાં પુન:સ્થાપક બળ ઉત્પન્ન થાય છે. પુન:સ્થાપક બળ અને પદાર્થના આડછેદના ક્ષેત્રફળના ગુણોત્તરને પ્રતિબળ કહે છે. તેનો એકમ ન્યૂટન/મીટર2 છે.

આમ, પ્રતિબળ સાથે વિકૃતિના સંબંધમાં સ્થિતિસ્થાપક વર્તણૂક સ્થિતિસ્થાપક હદમાંથી કાયમી સુઘટ્ય (plastic) વર્તણૂક ધારણ કરે અને કોઈ એક બિંદુ પાસે પદાર્થ તૂટી જાય છે તે બિંદુને પરાભવબિંદુ કહે છે. ઘણા પદાર્થમાં પરાભવ પ્રતિબળને લીધે પદાર્થમાં તણાવ ઉત્પન્ન થઈ જાય છે અને કાયમી વિરૂપણ જોવા મળે છે, જે સુઘટ્ય વર્તણૂક તરફ ઝડપથી જાય છે. આવા પદાર્થોમાં કોઈ એક બિંદુ પાસે તેનો વિભંગ (fracture) થાય છે. આ વિભંગને પરાભવ-બિંદુની ઘટના કહે છે.

જો કોઈ પદાર્થ(તાર કે ઘનનળાકાર)નો ટુકડો સ્ટીલનો હોય અને તેને ધીમે ધીમે તાણ આપવામાં આવે તો તાણના સમપ્રમાણમાં એ પદાર્થ તૂટવાનું શરૂ થશે. જો એને એમ તાણ આપવાનું ચાલુ રહે તો તેના વિરૂપણની મર્યાદા વટાવી તે એવા કોઈ બિંદુ પાસે પહોંચશે જ્યાં આગળ તે પદાર્થના બે ભાગમાં ટુકડા થઈ જાય. આવા બિંદુને પરાભવબિંદુ કહે છે.

સુઘટ્ય વિરૂપણની ઘટનામાં પદાર્થમાં મહત્તમ આકાર-વિકૃતિ ધરાવતાં સમતલો એકબીજાં પર સરકતાં હોય છે. જો ખૂબ જ મોટું સુઘટ્ય વિરૂપણ થતું હોય તો ધાતુને તન્ય કહેવામાં આવે છે. આમ દરેક પદાર્થનું પરાભવબિંદુ અલગ અલગ હોય છે. વ્યવહારમાં ઘણા પદાર્થ બટકણા હોય છે. આ પદાર્થનાં પરાભવબિંદુઓ સ્થિતિસ્થાપક હદની તદ્દન નજીક હોય છે. પદાર્થમાં વિકૃતિ શૂન્ય (0) ટકાથી શરૂ કરી પ્રતિબળની સાપેક્ષે જો તદ્દન નજીક હોય તો તેનું પરાભવબિંદુ પણ નજીક હોય. ઘણા પદાર્થમાં 30 % વિકૃતિ આવતાં પ્રતિબળની સાપેક્ષે વિકૃતિ વધી જાય તો પદાર્થ કોઈ એક બિંદુએ ભાંગી પડે તેવી ઘટના ઊભી થાય એ પરાભવબિંદુ. વલ્કેનાઇઝ્ડ રબરના સંદર્ભમાં વિકૃતિ એ પ્રતિબળની સાપેક્ષે 700 % જેટલી પહોંચે છે. આ પદાર્થોને બહુલક (elastomer) કહે છે. આવા પદાર્થોનાં પરાભવબિંદુ ઘણાં દૂર હોય છે. આ પ્રકારના પદાર્થ ઝડપથી ભાંગી પડતા નથી.

પરાભવબિંદુ દરેક પદાર્થ માટે જાણવું જરૂરી છે. એટલે દોરડા પર ચાલતો માણસ સંતુલન રાખીને પસાર થઈ શકે; પરંતુ જો કોઈ વધુ વિકૃતિ ધરાવતું દોરડું રાખવામાં આવે તો વ્યક્તિ જેવી દોરડા પર ચાલવાનું શરૂ કરે કે વિકૃતિ સમપ્રમાણમાં વધશે અને બરાબર મધ્યબિંદુએ પહોંચતાં સ્થિતિસ્થાપક હદ વટાવી જતાં દોરડાના બે ભાગ થઈ જશે. આથી પુલની રચના (design) કરતી વખતે પુલ પરથી પસાર થતા રેલમાર્ગમાં પરાભવબિંદુને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે.

પરેશ પંડ્યા