Деформация с косо изместване 4 букви. Пластична деформация на материали. Видове деформации на твърди тела
Деформацията на опън е вид деформация, при която натоварването се прилага надлъжно от тялото, тоест коаксиално или успоредно на точките на закрепване на тялото. Най-лесният начин да обмислите разтягане е върху теглещо въже за автомобили. Кабелът има две точки на закрепване към теглича и тегления обект, като започне движението, кабелът се изправя и започва да дърпа тегления предмет. В опънато състояние кабелът е подложен на деформация на опън, ако натоварването е по-малко от граничните стойности, които може да издържи, тогава след отстраняване на натоварването кабелът ще възстанови формата си.
Деформацията на опън е едно от основните лабораторни изследвания на физичните свойства на материалите. По време на прилагането на напрежения на опън се определят стойностите, при които материалът е способен на:
1. възприемат натоварвания с по-нататъшно възстановяване на първоначалното състояние (еластична деформация)
2. възприемат натоварвания без възстановяване на първоначалното състояние (пластична деформация)
3. колапс в точката на счупване
Тези тестове са основните за всички кабели и въжета, които се използват за прашки, закрепване на товари, алпинизъм. Опънът също е важен при изграждането на сложни системи за окачване със свободни работни елементи.
Компресионна деформация
Деформация на натиск - вид деформация, подобна на опън, с една разлика в начина на прилагане на натоварването, прилага се коаксиално, но към тялото. Притискането на обект от двете страни води до намаляване на дължината му и едновременно с това втвърдяване, прилагането на големи натоварвания образува удебелявания от типа "цев" в тялото на материала.
Компресионната деформация се използва широко в металургичните процеси на коване на метали, по време на процеса металът придобива повишена якост и заварява структурни дефекти. Компресията също е важна при изграждането на сгради, всички структурни елементи на основата, пилотите и стените изпитват натоварвания под налягане. Правилното изчисляване на носещите конструкции на сградата ви позволява да намалите консумацията на материали без загуба на якост.
Деформация на срязване
Деформация на срязване - вид деформация, при която натоварването се прилага успоредно на основата на тялото. При деформация на срязване една равнина на тялото се измества в пространството спрямо другата. Всички крепежни елементи - болтове, винтове, пирони - са тествани за пределни натоварвания на срязване. Най-простият пример за деформация на срязване е разхлабен стол, където подът може да се приеме за основа, а седалката може да се приеме за равнина на прилагане на натоварването.
деформация на огъване
Деформация на огъване - вид деформация, при която се нарушава праволинейността на главната ос на тялото. Деформации при огъване изпитват всички тела, окачени на една или повече опори. Всеки материал е в състояние да възприеме определено ниво на натоварване, твърдите вещества в повечето случаи са в състояние да издържат не само на собственото си тегло, но и на дадено натоварване. В зависимост от начина на прилагане на натоварването при огъване се разграничават чисто и наклонено огъване.
Стойността на деформацията на огъване е важна за проектирането на еластични тела, като мост с опори, гимнастическа щанга, хоризонтална греда, автомобилна ос и др.
Деформация на усукване
Деформацията на усукване е вид деформация, при която към тялото се прилага въртящ момент, причинен от двойка сили, действащи в перпендикулярна равнина спрямо оста на тялото. Валове на машини, шнекове на сондажни машини и пружини работят на усукване.
Закон на Хук- уравнението на теорията на еластичността, свързващо напрежението и деформацията на еластична среда. Открит през 1660 г. от английския учен Робърт Хук. Тъй като законът на Хук е написан за малки напрежения и деформации, той има формата на проста пропорционалност.
В устна форма законът гласи следното:
Еластичната сила, която възниква в тялото, когато то се деформира, е право пропорционална на големината на тази деформация
За тънък прът на опън законът на Хук има формата:
Ето силата, която разтяга (компресира) пръта, е абсолютното удължение (компресия) на пръта и - коефициент на еластичност(или твърдост).
Коефициентът на еластичност зависи както от свойствата на материала, така и от размерите на пръта. Възможно е да се разграничи зависимостта от размерите на пръта (площ на напречното сечение и дължина) изрично, като се напише коефициентът на еластичност като
Стойността се нарича модул на еластичност от първи род или модул на Юнги е механична характеристика на материала.
Ако въведете относително удължение
и нормално напрежение в напречното сечение
тогава законът на Хук в относителни единици ще бъде написан като
В този си вид той е валиден за всякакви малки обеми материал.
Също така, когато се изчисляват прави пръти, законът на Хук се използва в относителна форма
Модул на Юнг(модул на еластичност) - физическо количество, което характеризира свойствата на материала да устои на напрежение / компресия по време на еластична деформация. Наречен на английския физик от 19 век Томас Йънг. В динамичните задачи на механиката модулът на Юнг се разглежда в по-общ смисъл – като функционал на средата и процеса. В Международната система от единици (SI) се измерва в нютони на квадратен метър или в паскали.
Модулът на Йънг се изчислява, както следва:
· д- модул на еластичност,
· Е- сила,
· Се площта на повърхността, върху която се разпределя действието на силата,
· л- дължина на деформируемия прът,
· х- модулът на изменение на дължината на пръта в резултат на еластична деформация (измерен в същите единици като дължината л).
Чрез модула на Йънг се изчислява скоростта на разпространение на надлъжна вълна в тънък прът:
където е плътността на веществото.
Може да се окаже, че образите, които реално наблюдаваме, отговарят точно на образите на алгебрата.Това обстоятелство ще опрости анализа. Редица подобни ситуации ще бъдат разгледани в част III (вижте приложението).
Все пак трябва да се отбележи, че в повечето случаи можем да наблюдаваме само изкривени версии на идеални изображения, в резултат на което сме изправени пред фундаментален проблем - как възникват такива деформации. Пълният синтез на изображението изисква определяне на механизма на деформация. Необходимо е и на етапа на анализ.
Означава се чрез преобразуване на алгебрата на изображението върху набор от изображения, които могат да бъдат наблюдавани. Елементи
ще се наричат деформирани изображения.
Обикновено броят на трансформациите е голям и не се знае предварително коя ще действа. Символът Ф се използва за обозначаване на множеството от всички трансформации.
Досега не сме казали нищо за природата на деформираните изображения. Най-простият случай е когато образите са от същия тип като идеалните образи на алгебрата на образа.В този случай ще говорим за автоморфни деформации, които преобразуват алгебрата на образа в себе си.
В противен случай, при хетероморфни деформации, множеството може да включва няколко различни типа, както ще видим в тази глава. Може да се окаже, че тя също има структурата на образна алгебра, макар и различна от нея.Трябва да се подчертае, че и в този случай тези структури могат да се различават рязко и следователно между тях има фундаментална разлика. Доста често ще се сблъскаме със случая, в който идеалните (недеформирани) изображения са частни
деформирани случаи. Обикновено нарушава структурата и следователно ще бъде по-малко структуриран от
В случай, когато и домейнът на дефиницията често ще се разширява от до и домейнът на стойностите ще остане равен на . В този случай последователността може да бъде прилагана многократно и, разбира се, обобщена до полугрупа от трансформации.
В много случаи също така ще бъде възможно да се разшири обхватът на трансформациите на подобие до Всичко по-горе може да се комбинира под формата на условие, което ще бъде изпълнено по-долу в повечето случаи. В този раздел ще приемем, че образува група.
Определение 4.1.1. Механизмът на деформация се нарича правилен ако
Автоморфните деформации са много специален случай на редовното множество Ф. И двата вида трансформации ще бъдат дефинирани на едно и също множество. Ролите им обаче са доста различни. Трансформациите на подобие обикновено променят изображението по систематичен начин и тези промени са интуитивни. В случаите, когато има група, трансформациите не водят до загуба на информация, тъй като обратната трансформация възстановява оригиналното изображение. Деформациите, от друга страна, могат да изкривят изображението до такава степен, че да бъде невъзможно точното му възстановяване. Деформациите водят до загуба на информация.
Взаимодействието на трансформациите на подобието и деформациите играе съществена роля и във връзка с това въвеждаме две свойства, изпълнението на които значително опростява анализа на изображенията.
Определение 4.1.2. Помислете за нормален механизъм на деформация на алгебрата на изображенията. Да му се обадим
Трябва да се отбележи, че това са строги условия и не се изпълняват много често. Естествено, деформациите са ясно ковариантни, ако Φ е комутативна полугрупа и Друг прост случай възниква, когато векторно пространство се формира от линейни оператори, дефинирани върху него; при такива условия деформациите са хомоморфни.
Нека е метрично пространство с разстояние, което отговаря на следните условия:
Ако разстоянието предполага, че е сигурно, това предположение обаче не винаги ще бъде въведено.
Естествено е да се изисква метриката да съответства на отношенията на подобие в и това ще бъде осигурено по два начина.
Определение 4.1.3. Ще наречем разстоянието, определено на редовно
Въз основа на даденото разстояние определяме
В този случай е лесно да се провери, че разстоянието е инвариантно, а разстоянието е инвариантно на полиостиума.
Понякога деформацията ще се основава на някакъв физически механизъм, чието прилагане е свързано с цената на енергия, енергия или някаква подобна физическа величина, необходима за трансформиране на идеално изображение в наистина видима форма. Ще използваме по-неутрален термин и ще говорим за необходимите усилия,
Определение 4.1.4. Помислете за неотрицателна функция върху редовно деформационно пространство, която има следните свойства:
функцията се нарича инвариантна функция на силата. Ако условието и условието са изпълнени
Ако 3.5 е ковариант, тогава условието е автоматично изпълнено. В резултат на това стигаме до следната теорема:
Теорема 4.1.1. Нека силова функция е напълно инвариантна и равенството
В този случай е напълно инвариантно разстояние.
Коментирайте. Мълчаливо загатнахме, че връзка, разглеждана като уравнение по отношение на винаги има поне едно решение. Ако това не е така, тогава съответната стойност трябва да се замени с и може да е необходимо да се приеме стойност за полученото разстояние. Това обстоятелство се отразява на доказателството само в малка степен.
Доказателство. Функцията е симетрична по отношение на двата си аргумента и за доказване на неравенството на триъгълника считайте за фиксирана Ако има такива, че
след което означаваме получаваме
Следователно, въз основа на свойството на дефиниция 4.1.4, следва, че
което от своя страна предполага, че
И накрая, пълната инвариантност се получава от свойството на дефиниция 4.1.4, тъй като това предполага, че т.е. това означава, че разстоянието е напълно инвариантно.
Ако трябваше да работим със силова функция, която има само инвариантност, тогава бихме могли само да заявим, че полученото разстояние е инвариантно.
Въвеждаме вероятностна мярка Р върху някаква -алгебра от подмножества. Това означава, че ще говорим за някои деформации като за по-вероятни от други. Ще ни трябват също -алгебри u на T и, съответно, такива, че за всяко подмножество E в и, за което условието u е изпълнено, съответно,
За определен деформиран аналог ще има вероятностна мярка
Нека сега представим един по-общ и по-интересен вариант на ковариантни деформации.
Определение 4.1.5. За регулярни деформации с вероятностна мярка P се казва, че са ковариантни по вероятност, ако за всяка трансформация на подобие трансформациите имат едно и също вероятностно разпределение върху тях.
В тези случаи, когато деформацията стеснява съответствието на изображението до произволно подмножество на E (но не и неговите стойности), ние ще интерпретираме ковариацията на вероятността като равенството на разпределението на вероятността в множеството на разпределението на вероятностите в произволното множество E.
Използвайки това определение, за всяко фиксирано може да се напише това
От друга страна, ако връзката (4.1.12) е в сила за всяко и E, тогава деформациите са ковариантни по вероятност.
Важно следствие от ковариацията във вероятността се установява от следната теорема:
Теорема 4.1.2. Нека деформациите са ковариантни по вероятност и изображението се състои от класове на еквивалентност по модул
В такъв случай, ако E е -инвариантно множество в тогава условните вероятности са добре дефинирани: не зависи от if .
Доказателство. Помислете за условната вероятност
където е някакъв прототип (виж (3.1.14)). В такъв случай
поради ковариацията във вероятността. От друга страна,
тъй като E е -инвариантно. Следователно, константа, така че условната вероятност наистина е съвсем определена, тъй като не зависи от това кое изображение служи като източник при разглеждане на изображението.
В противен случай би било невъзможно да се говори за това, освен ако, разбира се, не въведем и вероятностна мярка в алгебрата на идеалните изображения
В допълнение към дискусията в този раздел трябва да се добави, че е желателно да се избират алгебрични, топологични и вероятностни структури по такъв начин, че да позволяват естествено взаимно съгласие. Читателят, който се интересува как това може да стане в рамките на стандартната алгебро-топологична постановка, може да се обърне към монографията на автора (1963).
Когато избираме определена форма на P, срещаме повече трудности от тези, свързани с теоретичните
аспекти на мярката. Изборът трябва да се прави във всеки случай поотделно по такъв начин, че с помощта на наличната информация от съответната тематична област да може да се постигне естествен компромис: моделът трябва да предоставя достатъчно точно приближение на изследваните явления и в същото време дават възможност за аналитично или числено решение. Въпреки това могат да бъдат формулирани няколко общи принципа, които могат да бъдат полезни при конструирането на модел на деформация.
Първо трябва да се опитаме да разложим , което може да бъде доста сложно пространство, на прости множители Продуктът може да бъде краен, изброим или неизброим, както ще видим по-долу. Понякога такова разделение се определя директно, като например в случая, когато деформациите се свеждат до топологична трансформация на опорното пространство, последвана от деформация на маската. Известна полза може да се извлече и от начина, по който алгебрите на изображенията се изграждат от елементарни обекти. Ако разгледаме изображения, чиито конфигурации включват генератори и всички те могат да бъдат идентифицирани, тогава можем да опитаме да използваме представянето
разчитайки на факта, че свойствата на факторите ще бъдат доста удобни. Този метод обаче ще работи само ако генераторите са уникално дефинирани от изображението. Вместо това може да се опита да се използва подходящото разделение, приложено към канонични конфигурации, чиито генератори са дефинирани в разглежданата алгебра на изображението.
След разделянето на достатъчно прости фактори е необходимо да се реши коя вероятностна мярка трябва да се въведе.В този случай същественият момент е изборът на такъв метод за факторизация на деформациите, при който отделните фактори се оказват независими от всеки друго. Невъзможно е напълно да се специфицира P без емпирична информация и за да се получат оценки със задоволителна точност, аксиоматичният модел трябва да бъде достатъчно структуриран. Това е критична точка при определянето на P и изисква разбиране на механизма на деформация, за да се гарантира, че данните няма да бъдат представени погрешно в следващите анализи. Ако наистина сме успели да разделим по такъв начин, че факторите да са вероятностно независими, остава да решим проблема
определяне на безусловни разпределения върху тях. Като пример, помислете за идеалните генератори, генерирани от механизма на типа, където може да се разглежда като оператор за разлика, а деформираните генератори се дефинират от израза. Първото нещо, което трябва да опитате, е да позволите на стойностите на различните аргументи да бъдат независим). Ако това не може да се приеме като адекватно приближение, струва си да се опитаме да елиминираме зависимостта, като работим не с, а с някои от неговите трансформации (например линейни). С други думи, може да се избере моделът по такъв начин, че деформациите да приемат проста вероятностна форма. Обърнете внимание, като друг пример, че когато се работи със съвпадения на изображения (вижте раздел 3.5) и дискретно референтно пространство X, може да се опита да се моделира P при допускането, че различни точки от X се картографират независимо върху референтното пространство и че съответните разпределения са различни..
За да стесните избора на безусловни разпределения, разгледайте ролята на трансформациите на подобие. Ако, както по-горе, е избрано добре, тогава може да се очаква, че P ще има съответната инвариантност. Така че, ако подобни идеални изображения и тогава първо е необходимо да се установи дали те нямат същото разпределение на вероятностите. Можете също така да приемете друг подход: опитайте модел, който постулира равенство на вероятностните разпределения, този начин ни води до ковариация във вероятността.
Използвайки тези методи, можем да определим аналитичната форма на P и емпирично да получим оценки на свободните параметри.
Механизмите на деформация ще бъдат класифицирани въз основа на два критерия: ниво и тип.
Под нивото на механизма на деформация ще разбираме онзи етап от синтеза на образни образи, на който се определя най-високото ниво, нивото на образите, съответства на случая, когато
Деформация(Английски) деформация) е промяна във формата и размера на тяло (или част от тяло) под въздействието на външни сили, с промени в температурата, влажността, фазовите трансформации и други влияния, които причиняват промяна в положението на частиците на тялото. При увеличаване на напрежението деформацията може да завърши с разрушаване. Способността на материалите да издържат на деформация и разрушаване под въздействието на различни видове натоварвания се характеризира с механичните свойства на тези материали.
На външния вид на един или друг тип деформацияестеството на напреженията, приложени към тялото, има голямо влияние. Сам деформационни процесиса свързани с преобладаващото действие на тангенциалния компонент на напрежението, други - с действието на нормалния му компонент.
Видове деформация
По естеството на натоварването, приложено към тялото видове деформацияподразделени, както следва:
- Деформация на опън;
- компресионна деформация;
- Деформация на срязване (или срязване);
- Деформация на усукване;
- Деформация на огъване.
Да се най-простите видове деформациявключват: деформация на опън, деформация на натиск, деформация на срязване. Разграничават се и следните видове деформация: деформация на всестранно натиск, усукване, огъване, които са различни комбинации от най-простите видове деформация (срязване, компресия, опън), тъй като силата, приложена към тялото, подложено на деформация, обикновено е не е перпендикулярно на повърхността му, а е насочено под ъгъл, което причинява както нормални, така и срязващи напрежения. Чрез изучаване на видовете деформациязанимава се с такива науки като физика на твърдото тяло, материалознание, кристалография.
ICM (www.уебсайт)
В твърдите вещества, по-специално в металите, те излъчват два основни вида деформации- еластична и пластична деформация, чиято физическа природа е различна.
деформация на метала. Еластична и пластична деформация
Влияние еластична (обратима) деформациявърху формата, структурата и свойствата на тялото се елиминира напълно след прекратяване на действието на силите (натоварванията), които са го причинили, тъй като под действието на приложените сили възниква само леко изместване на атоми или въртене на кристални блокове . Устойчивостта на метала на деформация и разрушаване се нарича якост. Силата е първото изискване за повечето продукти.
Модулът на еластичност е характеристика на устойчивостта на материалите на еластична деформация. Когато напрежението достигне т.нар граница на еластичност(или праг на еластичност) деформацията става необратима.
Пластична деформация, оставащ след отстраняване на товара, е свързан с движението на атомите вътре в кристалите на относително големи разстояния и причинява остатъчни промени във формата, структурата и свойствата без макроскопични прекъсвания в метала. Пластичната деформация се нарича още постоянна или необратима. Може да се извърши пластична деформация в кристали плъзганеи побратимяване.
ICM (www.уебсайт)
Пластична деформация на метал. Металите се характеризират с по-голяма устойчивост на опън или натиск, отколкото на срязване. Следователно процесът на пластична деформация на метал обикновено е процес на плъзганеедна част на кристала спрямо друга по кристалографската равнина или равнини на приплъзване с по-плътно опаковане на атоми, където има най-малко съпротивление на срязване. Плъзгането се осъществява в резултат на изместване на дислокации в кристала. В резултат на плъзгане кристалната структура на движещите се части не се променя.
Друг механизъм пластична деформация на метале побратимяване. При двойновата деформация напрежението на срязване е по-високо, отколкото при плъзгане. Близнаците обикновено се появяват, когато плъзгането е трудно по една или друга причина. Деформацията на побратимяване обикновено се наблюдава при ниски температури и високи скорости на натоварване.
Пластичността е свойството на твърдите тела под действието на външни сили да променят формата и размерите си, без да се срутват и да задържат остатъчни (пластични) деформации след премахването на тези сили. Липсата или ниската стойност на пластичност се нарича крехкост. Пластичността на металите се използва широко в инженерството.
Изготвен от: Kornienko A.E. (ICM)
Лит.:
Механичното въздействие върху тялото променя взаимното разположение на неговите частици. Деформация - промяна на взаимното разположение на точките на тялото, което води до промяна на формата и размера му.
Когато върху тялото действа външна деформираща сила, разстоянието между частиците се променя. Това води до появата на вътрешни сили, които се стремят да върнат атомите (йоните) в първоначалното им положение. Мярката за тези сили е механичната волтаж.Напрежението не се измерва директно. В някои случаи може да се изчисли по отношение на външни сили, действащи върху тялото.
В зависимост от условията на външно въздействие се разграничават няколко метода на деформация, които са разгледани по-долу.
Разтягане (компресия)
Към прът (шина) с дълж ли площ на напречното сечение S, се прилага силата Е,насочени перпендикуляренраздел (фиг. 11.1). В резултат на това механични волтаж o, което в този случай се характеризира със съотношението на силата към площта на напречното сечение на пръта (малка промяна в площта на напречното сечение не се взема предвид):
В SI механичното напрежение се измерва в паскали(Pa).
Ориз. 11.1.Деформации на опън и натиск
Под действието на приложената сила дължината на пръта се променя с някаква стойност ∆ л, което се нарича абсолютендеформация. Големината на абсолютната деформация зависи от първоначалната дължина на пръта, така че степента на деформация се изразява чрез съотношението на абсолютната деформация към първоначалната дължина. Тази връзка се нарича роднинадеформация (ε):
Относителната деформация е безразмерна величина. Понякога
изразява се като процент:
При малка стойност на относителната деформация връзката между деформацията и механичното напрежение се изразява чрез закона на Хук:
където д- Модул на Юнг, Pa (модул на надлъжна еластичност).
При еластична деформация напрежението е право пропорционално на размера на напрежението.
Модулът на Юнг е числено равен на напрежението, което удвоява дължината на пробата (на практика разрушаването на пробите става при много по-ниски напрежения). В табл. 11.1 показва стойностите на модулите на еластичност на някои материали.
В повечето случаи при напрежение или компресия степента на деформация в различните участъци на пръта е различна. Това може да се види, ако върху повърхността на тялото се приложи квадратна решетка. След деформация мрежата ще бъде изкривена. По естеството и големината на това изкривяване може да се прецени разпределението на напрежението по пробата (фиг. 11.2).
Таблица 11.1
Модул на еластичност (модул на Юнг) на някои материали
Вижда се, че промените във формата на клетките на решетката са максимални в средната част на пръта и почти липсват по краищата му.
Shift
Деформация на срязване възниква, ако върху тялото действа тангенциална сила, приложена успоредно на неподвижната основа (фиг. 11.3). В този случай посоката на изместване на свободната основа е успоредна на приложената сила и перпендикулярна на страничната повърхност. В резултат на деформация на срязване правоъгълният паралелепипед става наклонен. В този случай страничните повърхности се изместват под определен ъгъл γ, наречен ъгъл на срязване.
Ориз. 11.2.Изкривяване на квадратна мрежа при опъване на пръчка
Ориз. 11.3. Деформация на срязване
Абсолютната деформация на срязване се измерва чрез изместването на свободната основа (∆ л). Относителната деформация на срязване се определя чрез тангенса на ъгъла на срязване tgγ, наречен относително срязване. Тъй като ъгълът y обикновено е малък, можем да приемем
При срязване в пробата възниква напрежение на срязване τ (тангенциално напрежение), което е равно на отношението на силата (F) къмосновна площ (S), успоредна на която действа силата:
При малка относителна деформация на срязване връзката между деформация и механично напрежение се изразява чрез емпиричната връзка:
където G е модулът на срязване, Pa.
извивам
Този вид деформация се характеризира с изкривяване на оста или средната повърхност на деформируемия обект (греда, прът) под действието на външни сили (фиг. 11.4). При огъване единият външен слой на пръта се компресира, докато другият външен слой се разтяга. Средният слой (наречен неутрален слой) само променя формата си, като запазва дължината си. Степента на деформация на пръта, който има две точки на опора, се определя от изместването X, което получава средата на пръта. Стойността на А се нарича стрелка за отклонение.
Ориз. 11.4. Деформации на огъване
По отношение на прав прът, в зависимост от посоката на действащите сили, се нарича огъване надлъжноили напречен. Надлъжноогъването възниква под действието на сили, насочени по протежение на гредата и приложени към нейните краища един към друг (фиг. 11.5, а). Напреченогъване възниква под действието на сили, насочени перпендикулярно на гредата и приложени както към нейните краища, така и в средната част (фиг. 11.5, б). Има и смесени надлъжно-напречнозавой (фиг. 11.5, c).
Ориз. 11.5.Различни видове огъване: а) надлъжно, б) напречно, в) надлъжно-напречно
Усукване
Този вид деформация се характеризира с взаимно въртене на напречните сечения на пръта под въздействието на моменти (двойки сили), действащи в равнината на тези сечения. Усукването се получава например, когато долната основа на пръта е неподвижна, а горната основа се върти около надлъжната ос, фиг. 11.6.
В този случай разстоянието между различните слоеве остава практически непроменено, но точките на слоевете, лежащи на един и същ вертикал, се изместват една спрямо друга. Тази промяна ще бъде различна на различните места. Например, в центъра изобщо няма да има изместване, в краищата ще бъде максимално. По този начин деформацията на усукване се свежда до деформация на срязване, която е различна в различните части, т.е. до нехомогенно срязване.
Основата е фиксирана
Ориз. 11.6.Деформации на усукване
Ориз. 11.6, а.Корекция на асиметрия на лицето с лейкопласт
Абсолютната деформация по време на усукване се характеризира с ъгъла на завъртане (φ) на една основа спрямо друга. Относителната деформация (θ) е равна на отношението на ъгъла φ към дължината на пръта:
Сравнявайки различните начини на деформация на еднородни тела, може да се види, че всички те се свеждат до комбинация от опън (компресия) и срязване.
Пример
За да се елиминира асиметрията на лицето след нараняване, от здравата страна на пациента се прилага лейкопласт, Фиг. 11.6, а.
Адхезивното напрежение е насочено срещу тягата на мускулите на здравата кожа и се осъществява чрез здраво фиксиране на другия свободен край на пластира към специална каска - маска, изработена индивидуално.
Видове деформация
Зависимостта на механичното напрежение от относителната деформация за твърди тела в опън е показана на фиг. 11.7.
Ориз. 11.7.Напрежение срещу деформация - диаграма на опън
Разделът OV съответства еластичнадеформация, която изчезва веднага след отстраняване на товара.
Точка Б - граница на еластичностσ контрол - напрежение, под което деформацията запазва еластичен характер (т.е. важи законът на Хук).
Разделът VM съответства пластична деформация,който не изчезва след разтоварване.
Парцел MN отговаря напрежение на добива,което нараства без да се увеличава напрежението. Напрежението, при което деформацията става течна, се нарича граница на добива.
Точка C - издръжливост на опънσ p - механично напрежение, при което настъпва разрушаването на пробата. Якостта на опън зависи от метода на деформация и свойствата на материала.
В областта на еластичните деформации (линейна област) връзката между механичното напрежение и деформацията се описва от закона на Хук (11.2).
Сила
Сила- способността на телата да издържат на приложеното върху тях натоварване без разрушаване.
Силата обикновено се характеризира с величината на крайното напрежение, което причинява разрушаването на тялото с даден метод на деформация.
Издръжливост на опъне крайното напрежение, при което пробата се счупва.
При различни методи на деформация стойностите на якостта на опън са различни.
По-долу (Таблица 11.2) това е показано на примера на бедрената кост на някои биологични обекти.
Деформациите се делят на обратими (еластични) и необратими (нееластични, пластични, пълзещи). Еластичните деформации изчезват след края на действието на приложените сили, докато необратимите остават. Еластичните деформации се основават на обратими измествания на атомите на тялото от равновесното положение (с други думи, атомите не излизат извън границите на междуатомните връзки); необратимите се основават на необратими измествания на атоми на значителни разстояния от първоначалните равновесни позиции (т.е. излизане извън рамката на междуатомните връзки, след премахване на товара, преориентиране към ново равновесно положение).
Пластичните деформации са необратими деформации, причинени от промени в напреженията. Деформациите при пълзене са необратими деформации, които възникват във времето. Способността на веществата да се деформират пластично се нарича пластичност. По време на пластична деформация на метал, редица свойства се променят едновременно с промяна на формата - по-специално, по време на студена деформация, силата се увеличава.
Енциклопедичен YouTube
1 / 3
✪ Урок 208. Деформация на твърди тела. Класификация на видовете деформация
✪ Деформационни и еластични сили. Закон на Хук | Физика 10 клас #14 | информационен урок
✪ Деформация
субтитри
Видове деформация
Най-простите видове деформация на тялото като цяло:
В повечето практически случаи наблюдаваната деформация е комбинация от няколко едновременни прости деформации. В крайна сметка всяка деформация може да се сведе до двете най-прости: опън (или компресия) и срязване.
Изследване на деформацията
Естеството на пластичната деформация може да бъде различно в зависимост от температурата, продължителността на натоварването или скоростта на деформация. При постоянно натоварване, приложено към тялото, деформацията се променя с времето; това явление се нарича пълзене. С повишаване на температурата скоростта на пълзене се увеличава. Частни случаи на пълзене са релаксация и еластично последействие. Една от теориите, обясняващи механизма на пластичната деформация, е теорията на дислокациите в кристалите.
Приемственост
В теорията на еластичността и пластичността телата се разглеждат като "твърди". Непрекъснатостта (т.е. способността да се запълни целият обем, зает от материала на тялото, без никакви празнини) е едно от основните свойства, приписвани на реалните тела. Концепцията за непрекъснатост се прилага и за елементарни обеми, на които едно тяло може да бъде мислено разделено. Промяната в разстоянието между центровете на всеки два съседни безкрайно малки обема в тяло, което не изпитва прекъсвания, трябва да бъде малка в сравнение с първоначалната стойност на това разстояние.
Най-простата елементарна деформация
Най-простата елементарна деформация(или относителна деформация) е относителното удължение на някакъв елемент:
ϵ = (l 2 − l 1) / l 1 = Δ l / l 1 (\displaystyle \epsilon =(l_(2)-l_(1))/l_(1)=\Делта l/l_(1))В практиката по-често се срещат малки деформации – такива, че ϵ ≪ 1 (\displaystyle \epsilon \ll 1).
