Deformation

Deformation (från lat.  deformatio  - "förvrängning") - en förändring i den relativa positionen för kroppens partiklar, associerad med deras rörelse i förhållande till varandra på grund av applicering av kraft, där kroppen förvränger sin form. Vanligtvis åtföljs deformation av en förändring i värdena för interatomiska krafter, vars mått är den elastiska mekaniska spänningen.

Typer av deformation är indelade i reversibel (elastisk) och irreversibel (plastisk, krypning). Reversibla deformationer försvinner efter slutet av verkan av de applicerade krafterna, medan irreversibla deformationer kvarstår. Reversibla deformationer är baserade på förskjutningen av kroppsatomer från jämviktspositionen och irreversibla deformationer baseras på irreversibla förskjutningar av atomer på avstånd från de initiala jämviktspositionerna (efter att belastningen har tagits bort sker en omorientering till en ny jämviktsposition). Deformation definieras som förhållandet mellan förändringen i längden av ett deformerat föremål och dess ursprungliga längd. Deformationen har ingen fysisk dimension. Typer av deformation: skjuvning, kompression, krossning, böjning, vridning, skjuvning.

Fysiska och mekaniska grunder för deformation

Deformation är en förändring i den relativa positionen för kroppens partiklar, associerad med deras rörelse i förhållande till varandra på grund av applicering av kraft, där den fasta kroppen förvränger sin form. Deformationen är resultatet av en förändring i interatomära avstånd och en omarrangering av atomblock [1] . Typiskt åtföljs deformation av en förändring i värdena för interatomiska krafter , vars mått är den elastiska mekaniska spänningen [2] .

Deformationen av en fast kropp kan vara en konsekvens av:

• Fasomvandlingar förknippade med en förändring i volym ;
• termisk expansion;
• Magnetisering ( magnetostriktion );
• Uppkomsten av en elektrisk laddning ( piezoelektrisk effekt );
• Resultatet av yttre krafter.

Drag-kompressiv deformation

Spänning eller kompression av ett fast föremål kan beskrivas med uttrycket:

var:

•  är längden på elementet efter deformation;
•  är den ursprungliga längden på detta element.

I praktiken är små deformationer vanligare - sådana att .

En fysisk storhet lika med modulen för skillnaden mellan den slutliga och initiala längden (storleksförändring) av en deformerad kropp kallas absolut deformation [3] :

Medium stress - kallas intensiteten av fördelningen av inre krafter [4] .

Typer av deformation

Deformationer är indelade i:

• Elastisk deformation är en reversibel deformation som beskrivs av Hookes lag [5] , där de förskjutna interatomiska bindningarna återgår till sin ursprungliga position efter att de anbringade krafterna har upphört.

• Plastisk deformation är en irreversibel deformation där, efter slutet av de applicerade krafterna, en irreversibel förskjutning av interatomära bindningar inträffar. Under plastisk deformation av en metall förändras ett antal egenskaper samtidigt med en formförändring - i synnerhet under kalldeformation ökar styrkan . Typen av plastisk deformation kan vara olika beroende på temperaturen , belastningens varaktighet eller töjningshastigheten. En av teorierna som förklarar mekanismen för plastisk deformation är teorin om dislokationer i kristaller . Alla verkliga fasta ämnen under deformation har i större eller mindre utsträckning plastiska egenskaper. Under vissa förhållanden kan kropparnas plastiska egenskaper försummas, vilket görs i elasticitetsteorin. En solid kropp kan anses vara elastisk med tillräcklig noggrannhet, det vill säga att den inte uppvisar märkbara plastiska deformationer förrän belastningen överstiger den elastiska gränsen .

• Krypning av material  - irreversibla deformationer som uppstår över tiden under en konstant belastning. Med stigande temperatur ökar kryphastigheten. Speciella fall av krypning är avslappning och elastisk efterverkan .

Typer av kroppsdeformation är indelade:

• spänningskompression ;
• skift ;
• böja ;
• vridning .

I de flesta praktiska fall är den observerade deformationen en kombination av flera samtidiga enkla deformationer. I slutändan kan alla deformationer reduceras till de två enklaste: spänning (eller kompression) och skjuvning .

• Typer av deformation

• Kompression

• stretching

• Flytta

• Torsion

• böja

Deformationen kallas elastisk om den försvinner efter att belastningen som orsakat den tagits bort (det vill säga kroppen återgår till sin ursprungliga storlek och form), och plastisk om deformationen inte försvinner efter att belastningen har tagits bort (eller försvinner ofullständigt).

Studie av deformation

Deformationen av en fysisk kropp bestäms om förskjutningsvektorn för var och en av dess punkter är känd.

Fasta tillståndets fysik - är engagerade i studiet av deformation av fasta ämnen i samband med strukturella egenskaper.

Teori om elasticitet och plasticitet - beakta förskjutningar och spänningar i deformerbara fasta ämnen. Kroppar behandlas som "fasta".

Mekaniken hos en deformerbar fast kropp handlar om studiet av jämviktstillstånd och förskjutningar i verkliga kroppar, med hänsyn till förändringar i avstånden mellan partiklar i förskjutningsprocessen. I det här fallet anses verkliga kroppar som solida [4] .

Kontinuitet - Kontinuitet förstås som materiella föremål i kroppen som upptar hela volymen av rymden på ett kontinuerligt sätt, vilket begränsas av kontinuerliga ytor [4] . Kroppen är kontinuerlig om den uppfyller kontinuitetsvillkoren [5] . Begreppet kontinuitet gäller även elementära volymer i vilka en kropp mentalt kan delas upp.

Hookes lag - beskriver beteendet hos en deformerbar fast substans i den elastiska zonen.

För vätskor och gaser, vars partiklar är lätt rörliga, ersätts studien av deformation av studien av den momentana fördelningen av hastigheter.

Förändringen i avståndet mellan mitten av varje två intilliggande infinitesimala volymer i en kropp som inte upplever diskontinuiteter måste vara liten jämfört med det initiala värdet för detta avstånd.

Deformationsmätning

Deformation mäts antingen i processen för att testa material för att bestämma deras mekaniska egenskaper, eller när man studerar en struktur i natura eller på modeller för att bedöma storleken på spänningarna.

Elastiska deformationer är mycket små och deras mätning kräver hög noggrannhet.

Mätningen av töjningar kallas töjningsmätare .

Deformationsmätningar utförs med:

• töjningsmätare ;
• töjningsmätare ;
• Polarisations-optisk metod för spänningsforskning;
• Röntgendiffraktionsanalys .

För att mäta lokala plastiska deformationer används räffling på ytan av en nätprodukt, lätt sprickande lack eller ömtåliga packningar används som material.

Litteratur

• Rabotnov Yu. N. Styrka av material. — M .: Fizmatgiz, 1962.
• Kuznetsov V.D. Fasta tillståndets fysik. - 2:a uppl. - Tomsk, 1941-1947. - V. 2-4.
• Sedov LI Introduktion till kontinuummekanik. — M .: Fizmatgiz, 1962.
• Deformation // Great Soviet Encyclopedia (i 30 volymer) / A. M. Prokhorov (chefredaktör). - 3:e uppl. - M . : Sov. Encyclopedia, 1972. - T. VIII. - S. 175. - 592 sid.

Se även

• Den polariserade ljusmodellen  är en modell för att studera stresstillstånden hos strukturer och deras element.
• Hookes lag
• Youngs modul
• Poissons förhållande
• Lama konstant
• Skjuvdeformation
• Elastisk deformation
• Krypning av material

Länkar

• Plastisk deformation av metaller  - Utbildningsfilm. Produktion Soyuzvuzfilm.

Anteckningar

1. ↑ Gulyaev A.P. Metallurgi. Lärobok för gymnasieskolor. - 6:a. - M . : Metallurgy, 1985. - S. 54-71. — 544 sid.
2. ↑ Stora sovjetiska encyklopedien. - 2:a. - Stora sovjetiska encyklopedin. - T. 14. - S. 183-185.
3. ↑ Fasta ämnen och deras egenskaper (§ 4. Fasta ämnens mekaniska egenskaper) (otillgänglig länk) . Hämtad 2 mars 2016. Arkiverad från originalet 15 mars 2016. (obestämd) 
4. ↑ 1 2 3 Tolokonnikov L. A. Mekanik för en deformerbar solid kropp: en lärobok för universitet. - M . : Högre skola, 1979. - S. 318.
5. ↑ 1 2 Katz A. M. Teori om elasticitet . - 2:a. - St Petersburg. : Lan, 2002. - S.  44 . — 208 sid. — ISBN 5-8114-0453-0 .