Deformatsioon kaldus nihkega 4 tähte. Materjalide plastiline deformatsioon. Tahkete kehade deformatsiooni liigid
Tõmbedeformatsioon on deformatsiooni liik, mille puhul rakendatakse koormust kehale pikisuunas, st koaksiaalselt või paralleelselt keha kinnituspunktidega. Lihtsaim viis venitamist kaaluda on autode pukseerimistrossil. Trossil on kaks kinnituskohta puksiiri ja veetava objekti külge, liikumise alguses tross sirgub ja hakkab veetavat eset tõmbama. Pingestatud olekus kaabel on allutatud tõmbedeformatsioonile, kui koormus on väiksem kui lubatud piirväärtused, mida see talub, siis pärast koormuse eemaldamist taastab kaabel oma kuju.
Tõmbe deformatsioon on üks peamisi materjalide füüsikaliste omaduste laboratoorseid uuringuid. Tõmbepingete rakendamisel määratakse väärtused, mille juures materjal on võimeline:
1. tajuda koormusi esialgse oleku edasise taastamisega (elastne deformatsioon)
2. tajub koormusi algseisundit taastamata (plastiline deformatsioon)
3. kokkuvarisemine murdepunktis
Need testid on peamised kõigi trosside ja trosside puhul, mida kasutatakse lingutamiseks, koorma kinnitamiseks, mägironimiseks. Pinge on oluline ka vabade tööelementidega keeruliste vedrustussüsteemide ehitamisel.
Kompressioonideformatsioon
Survedeformatsioon - pingega sarnane deformatsiooni tüüp, mille koormuse rakendamisel on üks erinevus, see rakendatakse koaksiaalselt, kuid keha suunas. Objekti mõlemalt küljelt kokkusurumine viib selle pikkuse vähenemiseni ja samaaegse kõvenemiseni, suurte koormuste rakendamine moodustab materjali korpuses tünni tüüpi paksenemisi.
Survedeformatsiooni kasutatakse laialdaselt metalli sepistamise metallurgilistes protsessides, protsessi käigus omandab metall tugevuse ja keevitab konstruktsiooni defekte. Kompressioon on oluline ka hoonete ehitamisel, kõik vundamendi konstruktsioonielemendid, vaiad ja seinad kogevad survekoormust. Hoone kandekonstruktsioonide õige arvutamine võimaldab vähendada materjalide tarbimist ilma tugevust kaotamata.
Nihke deformatsioon
Nihkedeformatsioon – deformatsiooni liik, mille puhul koormus rakendatakse paralleelselt kere põhjaga. Nihkedeformatsiooni käigus nihkub keha üks tasapind ruumis teise suhtes. Kõik kinnitusdetailid – poldid, kruvid, naelad – on testitud ülima nihkekoormuse suhtes. Lihtsaim näide nihkedeformatsioonist on lahtine tool, kus aluspinnaks saab võtta põranda ja koormuse kandetasandiks istme.
painde deformatsioon
Paindedeformatsioon - deformatsiooni liik, mille puhul rikutakse keha peatelje sirgust. Paindedeformatsioone kogevad kõik ühele või mitmele toele riputatud kehad. Iga materjal on võimeline tajuma teatud koormustaset, tahked ained suudavad enamikul juhtudel taluda mitte ainult oma kaalu, vaid ka antud koormust. Sõltuvalt koormuse rakendamisviisist painutamisel eristatakse puhas- ja kaldpainutust.
Paindedeformatsiooni väärtus on oluline elastsete kehade, nagu tugedega sild, võimlemislatt, horisontaallatt, autotelg jt, kujundamisel.
Väändedeformatsioon
Väändedeformatsioon on deformatsiooni liik, mille puhul kehale rakendatakse pöördemomenti, mille põhjustab keha teljega risti asetsev jõud. Masinate võllid, puurplatvormide teod ja vedrud töötavad väändel.
Hooke'i seadus- elastsusteooria võrrand, mis seob elastse keskkonna pinget ja deformatsiooni. Avastas 1660. aastal inglise teadlane Robert Hooke. Kuna Hooke'i seadus on kirjutatud väikeste pingete ja deformatsioonide jaoks, on sellel lihtsa proportsionaalsuse vorm.
Sõnalises vormis on seadus järgmine:
Kehas deformeerumisel tekkiv elastsusjõud on otseselt võrdeline selle deformatsiooni suurusega
Õhukese tõmbevarda puhul on Hooke'i seadus järgmine:
Siin on jõud, mis venitab (surub) varda, on varda absoluutne pikenemine (kokkusurumine) ja - elastsuse koefitsient(või kõvadus).
Elastsustegur sõltub nii materjali omadustest kui ka varda mõõtmetest. Sõltuvust varda mõõtmetest (ristlõike pindala ja pikkus) on võimalik selgesõnaliselt eristada, kirjutades elastsuskoefitsiendi kui
Väärtust nimetatakse esimest tüüpi elastsusmoodul ehk Youngi moodul ja see on materjali mehaaniline omadus.
Kui sisestate suhtelise pikenemise
ja normaalne pinge ristlõikes
siis Hooke'i seadus suhtelistes ühikutes kirjutatakse kujul
Sellisel kujul kehtib see mis tahes väikese materjalikoguse puhul.
Samuti kasutatakse sirgete varraste arvutamisel Hooke'i seadust suhtelisel kujul
Youngi moodul(elastsusmoodul) - füüsikaline suurus, mis iseloomustab materjali omadusi taluda pinget / survet elastse deformatsiooni ajal. Nimetatud 19. sajandi inglise füüsiku Thomas Youngi järgi. Mehaanika dünaamilistes probleemides käsitletakse Youngi moodulit üldisemas tähenduses – keskkonna ja protsessi funktsionaalsena. Rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis (SI) mõõdetakse seda njuutonites ruutmeetri kohta või paskalites.
Youngi moodul arvutatakse järgmiselt:
· E- elastsusmoodul,
· F- tugevus,
· S on pinna pindala, mille peale jõud jaotub,
· l- deformeeritava varda pikkus,
· x- varda pikkuse muutumise moodul elastse deformatsiooni tagajärjel (mõõdetuna pikkusega samades ühikutes l).
Youngi mooduli abil arvutatakse pikisuunalise laine levimise kiirus õhukeses varras:
kus on aine tihedus.
Võib selguda, et pildid, mida me tegelikult vaatleme, vastavad täpselt algebra piltidele. See asjaolu lihtsustab analüüsi. Mitmeid sarnaseid olukordi käsitletakse III osas (vt lisa).
Siiski tuleb märkida, et enamikul juhtudel saame vaadelda vaid ideaalkujutiste moonutatud versioone, mille tulemusena seisame silmitsi põhimõttelise probleemiga - kuidas sellised deformatsioonid tekivad. Kujutise täielik süntees nõuab deformatsioonimehhanismi kindlaksmääramist. See on vajalik ka analüüsi etapis.
Tähistatakse pildialgebra kaardistamisega vaadeldavate kujutiste hulgale. Elemendid
nimetatakse deformeerunud kujutisteks.
Tavaliselt on teisenduste arv suur ja pole ette teada, milline neist tegutseb. Sümbolit Ф kasutatakse kõigi teisenduste hulga tähistamiseks.
Seni pole me midagi moondunud kujutiste olemuse kohta öelnud. Lihtsaim juhtum on siis, kui kujutised on sama tüüpi kujutiste algebra ideaalkujutistega.Sel juhul tuleb juttu automorfsetest deformatsioonidest, mis kaardistab pildialgebra endasse.
Vastasel juhul võib hulk heteromorfsete deformatsioonide korral sisaldada mitut erinevat tüüpi, nagu näeme selles peatükis. Võib selguda, et sellel on ka pildialgebra struktuur, kuigi sellest erinev.. Tuleb rõhutada, et ka sel juhul võivad need struktuurid järsult erineda ja seetõttu on nende vahel põhimõtteline erinevus. Üsna sageli kohtame juhtumit, kus ideaalsed (deformeerimata) kujutised on erilised
deformeerunud juhtumid. Tavaliselt häirib struktuuri ja on seetõttu vähem struktureeritud kui
Juhul, kui ja määratluspiirkond laieneb sageli alates kuni ja väärtuste domeen jääb võrdseks . Sel juhul saab järjestust korduvalt rakendada ja loomulikult üldistada teisenduste poolrühmaks.
Paljudel juhtudel on võimalik ka sarnasuse teisenduste ulatust laiendada. Kõik ülaltoodud saab kombineerida tingimuse kujul, mis enamikul juhtudel täidetakse allpool. Selles jaotises eeldame, et see moodustab rühma.
Definitsioon 4.1.1. Deformatsioonimehhanismi nimetatakse regulaarseks, kui
Automorfsed deformatsioonid on tavahulga Ф väga erijuhtum. Mõlemat tüüpi teisendusi defineeritakse samas hulgas. Nende rollid on aga üsna erinevad. Sarnasusteisendused muudavad pilti tavaliselt süstemaatiliselt ja need muutused on intuitiivsed. Juhtudel, kui on rühm, ei too teisendused kaasa teabekadu, kuna pöördteisendus taastab esialgse pildi. Seevastu deformatsioonid võivad pilti niivõrd moonutada, et seda on võimatu täpselt taastada. Deformatsioonid põhjustavad teabe kadu.
Olulist rolli mängib sarnasusteisenduste ja deformatsioonide koosmõju ning sellega seoses tutvustame kahte omadust, mille täitumine lihtsustab oluliselt piltide analüüsi.
Definitsioon 4.1.2. Vaatleme kujutiste algebra regulaarset deformatsioonimehhanismi. Helistame talle
Tuleb märkida, et need on ranged tingimused ja neid ei täideta väga sageli. Loomulikult on deformatsioonid selgelt kovariantsed, kui Φ on kommutatiivne poolrühm ja Teine lihtne juhtum tekib siis, kui vektorruum on moodustatud sellel defineeritud lineaarsete operaatoritega; sellistes tingimustes on deformatsioonid homomorfsed.
Laskma olla meetriline ruum, mille kaugus vastab järgmistele tingimustele:
Kui vahemaa eeldab, on kindel, siis seda eeldust ei rakendata alati.
Loomulik on nõuda, et mõõdik vastaks sarnasussuhetele ja seda esitatakse kahel viisil.
Definitsioon 4.1.3. Me nimetame defineeritud vahemaad tavaliseks
Etteantud kauguse põhjal määrame
Sel juhul on lihtne kontrollida, kas kaugus on muutumatu ja kaugus polüostiumi muutumatu.
Mõnikord põhineb deformatsioon mõnel füüsilisel mehhanismil, mille rakendamine on seotud võimsuse, energia või mõne sarnase füüsikalise suuruse maksumusega, mis on vajalik ideaalse kujutise muutmiseks tõeliselt jälgitavaks vormiks. Kasutame neutraalsemat terminit ja räägime vajalikest jõupingutustest,
Definitsioon 4.1.4. Mõelge tavalise deformatsiooniruumi mittenegatiivsele funktsioonile, millel on järgmised omadused:
funktsiooni nimetatakse muutumatuks jõufunktsiooniks. Kui tingimus ja tingimus on täidetud
Kui 3,5 on kovariant, on tingimus automaatselt täidetud. Selle tulemusena jõuame järgmise teoreemini:
Teoreem 4.1.1. Olgu jõufunktsioon täiesti muutumatu ja võrdsus
Sel juhul on see täiesti muutumatu kaugus.
Kommenteeri. Me andsime vaikimisi mõista, et relatsioonil, mida peetakse võrrandiks suhtes, on alati vähemalt üks lahend. Kui see nii ei ole, tuleks vastav väärtus asendada väärtusega ja võib osutuda vajalikuks aktsepteerida saadud vahemaa väärtus. See asjaolu mõjutab tõestust vaid vähesel määral.
Tõestus. Funktsioon on sümmeetriline oma kahe argumendi suhtes ja kolmnurga ebavõrdsuse tõestamiseks loe fikseerituks Kui on olemas sellised,
siis tähistades saame
Seega tuleneb definitsiooni 4.1.4 omadusest, et
mis omakorda viitab sellele
Lõpuks saadakse täielik invariantsus definitsiooni 4.1.4 omadusest, kuna see tähendab, et see tähendab, et kaugus on täiesti muutumatu.
Kui töötaksime jõufunktsiooniga, millel on ainult invariantsus, siis saaksime väita, et saadud kaugus on muutumatu.
Tutvustame tõenäosusmõõtu Р mõnel alamhulkade -algebral . See tähendab, et me räägime, et mõned deformatsioonid on tõenäolisemad kui teised. Vajame ka -algebrasid u kohta T ja, nii et mis tahes alamhulga E korral ja mille tingimus u on vastavalt täidetud,
Teatud deformeerunud vastaspoolel on tõenäosuse mõõt
Tutvustame nüüd kovariantsete deformatsioonide üldisemat ja huvitavamat varianti.
Definitsioon 4.1.5. Regulaarseid deformatsioone tõenäosusmõõduga P nimetatakse tõenäosuse kovariantseks, kui mis tahes sarnasuse teisenduse korral on teisendustel sama tõenäosusjaotus.
Nendel juhtudel, kui deformatsioon kitsendab kujutise vastavust E juhuslikule alamhulgale (kuid mitte selle väärtustele), tõlgendame tõenäosuse kovariatsiooni kui hulga tõenäosusjaotuse võrdsust juhusliku hulga E tõenäosusjaotusega.
Seda määratlust kasutades võib selle kirjutada iga fikseeritud jaoks
Teisest küljest, kui seos (4.1.12) kehtib mis tahes ja E korral, on deformatsioonid tõenäosuselt kovariantsed.
Tõenäosuse kovariatsiooni oluline tagajärg on kindlaks tehtud järgmise teoreemiga:
Teoreem 4.1.2. Olgu deformatsioonid tõenäosuselt kovariantsed ja ekvivalentsusklassidest koosnev kujutis modulo
Sellisel juhul, kui E on -invariantne hulk, on tingimuslikud tõenäosused täpselt määratletud: see ei sõltu sellest, kas .
Tõestus. Mõelge tingimuslikule tõenäosusele
kus on mingi prototüüp (vt (3.1.14)). Sel juhul
tõenäosuse kovariatsiooni tõttu. Teiselt poolt,
kuna E on -invariantne. Seetõttu konstant, nii et tinglik tõenäosus on tõepoolest üsna kindel, kuna see ei sõltu sellest, milline pilt on kujutise arvestamisel allikaks.
Vastasel juhul oleks võimatu rääkida, kui me loomulikult ei võta kasutusele ka tõenäosusmõõtu ideaalkujutiste algebra kohta
Lisaks käesolevas jaotises käsitletule tuleks lisada, et algebralised, topoloogilised ja tõenäosusstruktuurid on soovitav valida nii, et need võimaldaksid loomulikku vastastikust kokkulepet. Lugeja, keda huvitab, kuidas seda standardse algebralis-topoloogilise seadistuse raames teha saab, võib viidata autori monograafiale (1963).
P konkreetse vormi valimisel puutume kokku rohkem raskustega kui teoreetilisega
meetme aspekte. Valik tuleks teha igal üksikjuhul eraldi selliselt, et vastavast ainevaldkonnast olemasolevat infot kasutades oleks võimalik saavutada loomulik kompromiss: mudel peaks andma uuritavatele nähtustele piisavalt täpse lähenduse ja samas võimaldama analüütilise või numbrilise lahenduse võimalust. Sellegipoolest saab sõnastada mitmeid üldpõhimõtteid, mis võivad olla kasulikud deformatsioonimudeli koostamisel.
Esiteks tuleks proovida lagundada , mis võib olla üsna keeruline ruum, lihtsateks teguriteks. Korrutis võib olla lõplik, loendatav või loendamatu, nagu allpool näeme. Mõnikord määratakse selline vahesein otse, näiteks juhul, kui deformatsioonid taandatakse tugiruumi topoloogiliseks transformatsiooniks, millele järgneb maski deformatsioon. Teatavat kasu võib tuletada ka viisist, kuidas elementaarobjektidest pildialgebrad konstrueeritakse. Kui võtta arvesse pilte, mille konfiguratsioonid sisaldavad generaatoreid ja kõik need on tuvastatavad, siis võime proovida kasutada esitust
arvestades asjaolu, et tegurite omadused on üsna mugavad. See meetod töötab aga ainult siis, kui generaatorid on kujutisega üheselt määratletud. Selle asemel võib proovida kasutada kanooniliste konfiguratsioonide jaoks sobivat partitsiooni, mille generaatorid on määratletud vaadeldavas pildialgebras.
Pärast piisavalt lihtsateks teguriteks jagamist tuleb otsustada, millise tõenäosuse mõõtmise puhul tuleks kasutusele võtta, mille puhul on oluline valida selline deformatsioonide faktoriseerimise meetod, mille puhul üksikud tegurid osutuvad igast sõltumatuks. muud. Ilma empiirilise teabeta on võimatu P-d täielikult täpsustada ning rahuldava täpsusega hinnangute saamiseks peab aksiomaatiline mudel olema piisavalt struktureeritud. See on kriitiline punkt P määramisel ja see nõuab deformatsioonimehhanismi mõistmist, et tagada, et andmeid ei esitata järgmistes analüüsides valesti. Kui meil on tõesti õnnestunud jaotada nii, et tegurid on tõenäosuslikult sõltumatud, jääb üle probleem lahendada
nende tingimusteta jaotuste määramine. Vaatleme näiteks ideaalseid generaatoreid, mis on genereeritud tüübimehhanismi abil, mida saab pidada erinevuse operaatoriks ja deformeerunud generaatorid on defineeritud avaldisega. Esimese asjana tuleb proovida erinevate argumentide väärtusi sõltumatu). Kui seda ei saa aktsepteerida adekvaatse lähendusena, tasuks püüda sõltuvust kõrvaldada, töötades mitte selle mõne teisendusega, vaid mõne teisendusega (näiteks lineaarne). Ehk siis mudelit saab valida nii, et deformatsioonid võtavad lihtsa tõenäosusliku kuju. Teise näitena pange tähele, et kujutiste vastete (vt jaotis 3.5) ja diskreetse võrdlusruumi X käsitlemisel võib proovida modelleerida P eeldusel, et X-i erinevad punktid kaardistuvad sõltumatult võrdlusruumi ja vastavad jaotused on erinevad..
Tingimusteta jaotuste valiku kitsendamiseks kaaluge sarnasuse teisenduste rolli. Kui, nagu ülal, on hästi valitud, siis võib eeldada, et P-l on vastav invariantsus. Seega, kui sarnased ideaalkujutised ja siis ennekõike tuleb välja selgitada, kas neil ei ole sama tõenäosusjaotus. Võite kasutada ka teist lähenemisviisi: proovige mudelit, mis postuleerib tõenäosusjaotuste võrdsust, mis viib meid tõenäosuse kovariatsioonini.
Neid meetodeid kasutades saame määrata P analüütilise vormi ja saada empiiriliselt vabade parameetrite hinnanguid.
Deformatsioonimehhanismid klassifitseeritakse kahe kriteeriumi alusel: tase ja tüüp.
Deformatsioonimehhanismi tasandi all peame silmas seda kujutiste sünteesi etappi, kus määratakse kõrgeim tase ehk kujutiste tase, mis vastab juhtumile, kui
Deformatsioon(Inglise) deformatsioon) on keha (või kehaosa) kuju ja suuruse muutumine välisjõudude mõjul koos temperatuuri, niiskuse, faasimuutuste ja muude mõjudega, mis põhjustavad kehaosakeste asendi muutumist. Suureneva pinge korral võib deformatsioon lõppeda hävinguga. Materjalide võimet seista vastu deformatsioonile ja hävimisele erinevat tüüpi koormuste mõjul iseloomustavad nende materjalide mehaanilised omadused.
Ühe või teise välimuse kohta deformatsiooni tüüp kehale rakendatavate pingete olemusel on suur mõju. Üksi deformatsiooniprotsessid on seotud pinge tangentsiaalse komponendi domineeriva toimega, teised - selle normaalse komponendi toimega.
Deformatsiooni tüübid
Kehale rakendatava koormuse iseloomu järgi deformatsiooni tüübid jaotatud järgmiselt:
- Tõmbe deformatsioon;
- kompressiooni deformatsioon;
- Nihke (või nihke) deformatsioon;
- Väändedeformatsioon;
- Painde deformatsioon.
To kõige lihtsamad deformatsioonitüübid Siia kuuluvad: tõmbe deformatsioon, survetüve, nihkepinge. Eristatakse ka järgmisi deformatsioonitüüpe: igakülgse kokkusurumise deformatsioon, vääne, painutamine, mis on kõige lihtsamate deformatsioonitüüpide (nihke, surve, pinge) mitmesugused kombinatsioonid, kuna deformatsioonile allutatud kehale rakendatav jõud on tavaliselt mitte selle pinnaga risti, vaid on suunatud nurga all, mis põhjustab nii normaal- kui ka nihkepingeid. Deformatsioonitüüpe uurides tegeleb selliste teadustega nagu tahkisfüüsika, materjaliteadus, kristallograafia.
ICM (www.veebisait)
Tahketes ainetes, eriti metallides, nad eraldavad kaks peamist deformatsiooni tüüpi- elastne ja plastiline deformatsioon, mille füüsikaline olemus on erinev.
metalli deformatsioon. Elastne ja plastiline deformatsioon
Mõjutamine elastne (pööratav) deformatsioon keha kuju, struktuur ja omadused elimineeritakse täielikult pärast seda põhjustanud jõudude (koormuste) toime lõppemist, kuna rakendatud jõudude toimel toimub ainult väike aatomite nihkumine või kristallplokkide pöörlemine. . Metalli vastupidavust deformatsioonile ja hävimisele nimetatakse tugevuseks. Tugevus on enamiku toodete esimene nõue.
Elastsusmoodul on materjalide vastupidavuse tunnus elastsele deformatsioonile. Kui pinge jõuab nn elastsuse piir(või elastsuse lävi) deformatsioon muutub pöördumatuks.
Plastiline deformatsioon, mis jääb alles pärast koormuse eemaldamist, on seotud aatomite liikumisega kristallide sees suhteliselt suurte vahemaade tagant ning põhjustab jääkmuutusi kujus, struktuuris ja omadustes ilma makroskoopiliste katkestusteta metallis. Plastilist deformatsiooni nimetatakse ka püsivaks või pöördumatuks. Kristallides saab läbi viia plastilise deformatsiooni libistades ja mestimine.
ICM (www.veebisait)
Metalli plastiline deformatsioon. Metalle iseloomustab suurem vastupidavus pingele või survele kui nihkele. Seetõttu on metalli plastilise deformatsiooni protsess tavaliselt libisemisprotsess kristalli üks osa teise suhtes piki kristallograafilist tasapinda või tihedama aatomipakendiga libisemistasandeid, kus on kõige väiksem nihkekindlus. Libisemine toimub kristalli dislokatsioonide nihkumise tulemusena. Libisemise tulemusena ei muutu liikuvate osade kristallstruktuur.
Teine mehhanism metalli plastiline deformatsioon on mestimine. Mestimisdeformatsiooni korral on nihkepinge suurem kui libisemisel. Kaksikud tekivad tavaliselt siis, kui libisemine on ühel või teisel põhjusel raske. Mestimisdeformatsiooni täheldatakse tavaliselt madalatel temperatuuridel ja kõrgetel koormustel.
Plastilisus on tahkete ainete omadus välisjõudude mõjul muuta oma kuju ja mõõtmeid kokkuvarisemata ning säilitada pärast nende jõudude kõrvaldamist jääkdeformatsioone (plastilisi). Plastilisuse puudumist või madalat väärtust nimetatakse rabeduseks. Metallide plastilisust kasutatakse laialdaselt masinaehituses.
Koostanud: Kornienko A.E. (ICM)
Lit.:
Mehaaniline toime kehale muudab selle osakeste suhtelist asendit. Deformatsioon - keha punktide suhtelise asendi muutus, mis toob kaasa selle kuju ja suuruse muutumise.
Kui kehale mõjub väline deformeeriv jõud, muutub osakeste vaheline kaugus. See toob kaasa sisemiste jõudude tekkimise, mis kipuvad aatomeid (ioone) algsesse asendisse tagasi viima. Nende jõudude mõõt on mehaaniline Pinge. Pinge otse ei mõõdeta. Mõnel juhul saab seda arvutada kehale mõjuvate välisjõudude järgi.
Sõltuvalt välismõju tingimustest on mitmeid deformatsiooni viise, mida käsitletakse allpool.
Venitus (kompressioon)
Vardale (vardale) pikkusega l ja ristlõikepindala S, rakendatakse jõudu F, suunatud risti sektsioon (joonis 11.1). Selle tulemusena mehaaniline Pinge o, mida antud juhul iseloomustab jõu ja varda ristlõikepindala suhe (väikest ristlõikepinna muutust ei võeta arvesse):
SI-s mõõdetakse mehaanilist pinget ühikutes Pascalid(Pa).
Riis. 11.1. Tõmbe- ja survedeformatsioonid
Rakendatava jõu mõjul muutub varda pikkus mingi väärtuse ∆ võrra l, mida nimetatakse absoluutne deformatsioon. Absoluutse deformatsiooni suurus sõltub varda algpikkusest, seega väljendatakse deformatsiooniastet absoluutse deformatsiooni ja algpikkuse suhtena. Seda suhet nimetatakse sugulane deformatsioon (ε):
Suhteline deformatsioon on mõõtmeteta suurus. Mõnikord
seda väljendatakse protsentides:
Suhtelise deformatsiooni väikese väärtuse korral väljendab deformatsiooni ja mehaanilise pinge seost Hooke'i seadus:
kus E- Youngi moodul Pa (pikisuunalise elastsuse moodul).
Kell elastne deformatsioon stress on otseselt võrdeline pinge suurusega.
Youngi moodul on arvuliselt võrdne pingega, mis kahekordistab proovi pikkust (praktikas toimub proovide hävimine palju väiksemate pingete korral). Tabelis. 11.1 näitab mõne materjali elastsusmooduli väärtusi.
Enamasti on pinge või kokkusurumise korral deformatsiooniaste varda erinevates osades erinev. Seda on näha, kui keha pinnale on kantud ruutvõrk. Pärast deformatsiooni võrk moondub. Selle moonutuse olemuse ja suuruse järgi saab hinnata pinge jaotust proovis (joonis 11.2).
Tabel 11.1
Mõnede materjalide elastsusmoodul (Youngi moodul).
Näha on, et ruudustiku lahtrite kuju muutused on maksimaalsed varda keskosas ja selle servades peaaegu puuduvad.
Shift
Nihkedeformatsioon tekib siis, kui kehale mõjub fikseeritud alusega paralleelselt rakendatav tangentsiaalne jõud (joon. 11.3). Sel juhul on vaba aluse nihke suund rakendatud jõuga paralleelne ja külgpinnaga risti. Nihkedeformatsiooni tagajärjel muutub ristkülikukujuline rööptahukas kaldu. Sel juhul nihutatakse külgpinnad teatud nurga γ võrra, mida nimetatakse nihkenurgaks.
Riis. 11.2. Ruudukujulise võrgu moonutamine varda venitamisel
Riis. 11.3. Nihke deformatsioon
Absoluutset nihkepinget mõõdetakse vaba aluse nihkega (∆ l). Suhteline nihkepinge määratakse nihkenurga tgγ puutuja kaudu, mida nimetatakse suhteliseks nihkeks. Kuna nurk y on tavaliselt väike, võime eeldada
Lõikamisel tekib proovis nihkepinge τ (tangentsiaalne pinge), mis on võrdne jõu suhtega (F) kuni baaspindala (S), millega paralleelselt mõjub jõud:
Väikese suhtelise nihkepinge korral väljendatakse deformatsiooni ja mehaanilise pinge suhet empiirilise seosega:
kus G on nihkemoodul, Pa.
painutada
Seda tüüpi deformatsiooni iseloomustab deformeeritava objekti (tala, varda) telje või keskpinna kõverus välisjõudude mõjul (joon. 11.4). Painutamisel surutakse varda üks välimine kiht kokku, teine välimine kiht aga venitatakse. Keskmine kiht (nimetatakse neutraalseks kihiks) muudab ainult oma kuju, säilitades samal ajal selle pikkuse. Kahe tugipunktiga varda deformatsiooniaste määratakse nihkega X, mis võtab vastu varda keskosa. A väärtust nimetatakse läbipainde nool.
Riis. 11.4. Painde deformatsioonid
Sirge varda puhul, sõltuvalt mõjuvate jõudude suunast, nimetatakse painutamist pikisuunaline või põiki. Pikisuunaline paindumine toimub piki tala suunatud ja selle otstele üksteise suunas rakendatavate jõudude toimel (joon. 11.5, a). Põiksuunaline painutamine toimub jõudude toimel, mis on suunatud talaga risti ja rakendatakse nii selle otstele kui ka keskosas (joon. 11.5, b). Samuti on segatud piki-põiki painutada (joon. 11.5, c).
Riis. 11.5. Erinevad paindetüübid: a) pikisuunaline, b) põiki, c) piki-põiki
Torsioon
Seda tüüpi deformatsiooni iseloomustab varda ristlõigete vastastikune pöörlemine nende sektsioonide tasapinnas mõjuvate momentide (jõupaaride) mõjul. Torsioon tekib näiteks siis, kui varda alumine alus on fikseeritud ja ülemine alus on pööratud ümber pikitelje, joon. 11.6.
Sel juhul jääb erinevate kihtide vaheline kaugus praktiliselt muutumatuks, kuid samal vertikaalil paiknevate kihtide punktid nihkuvad üksteise suhtes. See nihe on erinevates kohtades erinev. Näiteks keskel ei toimu nihet üldse, see on maksimaalne äärtes. Seega taandub väändedeformatsioon erinevates osades erinevaks nihkedeformatsiooniks, st ebahomogeenseks nihkeks.
Alus on fikseeritud
Riis. 11.6. Väändedeformatsioonid
Riis. 11.6, a. Näo asümmeetria korrigeerimine kleeplindiga
Absoluutset deformatsiooni väände ajal iseloomustab ühe aluse pöördenurk (φ) teise suhtes. Suhteline deformatsioon (θ) võrdub nurga φ ja varda pikkuse suhtega:
Võrreldes homogeensete kehade erinevaid deformatsiooniviise, on näha, et need kõik taanduvad pinge (surumise) ja nihke kombinatsioonile.
Näide
Näo asümmeetria kõrvaldamiseks pärast vigastust kantakse patsiendile tervest küljest kleepplaast, joon. 11.6, a.
Kleeppinge on suunatud terve naha lihaste tõmbejõu vastu ja see toimub plaastri teise vaba otsa tugeva kinnitamisega spetsiaalse individuaalselt valmistatud kiivri-maski külge.
Deformatsiooni tüübid
Mehaanilise pinge sõltuvus pinges olevate tahkete ainete suhtelisest pingest on näidatud joonisel. 11.7.
Riis. 11.7. Stress versus pinge – tõmbediagramm
OV jaotis vastab elastne deformatsioon, mis kaob kohe pärast koormuse eemaldamist.
Punkt B - elastsuse piirσ kontroll - pinge, millest allpool säilitab deformatsioon elastsuse (st kehtib Hooke'i seadus).
VM-i jaotis vastab plastiline deformatsioon, mis pärast mahalaadimist ei kao.
Krunt MN vastab saagikuse pinge, mis suureneb ilma pinget suurendamata. Pinget, mille juures deformatsioon muutub vedelaks, nimetatakse saagikuse piir.
Punkt C - tõmbetugevusσ p - mehaaniline pinge, mille korral proov hävib. Tõmbetugevus sõltub deformatsioonimeetodist ja materjali omadustest.
Elastsete deformatsioonide (lineaarala) piirkonnas kirjeldab mehaanilise pinge ja deformatsiooni suhet Hooke'i seadus (11.2).
Tugevus
Tugevus- kehade võime taluda neile rakendatavat koormust ilma hävitamiseta.
Tugevust iseloomustab tavaliselt ülimusliku pinge suurus, mis põhjustab keha hävimise antud deformatsioonimeetodiga.
Tõmbetugevus on ülim pinge, mille juures proov puruneb.
Erinevate deformatsioonimeetodite korral on tõmbetugevuse väärtused erinevad.
Allpool (tabel 11.2) on see näidatud mõne bioloogilise objekti reieluu näitel.
Deformatsioonid jagunevad pöörduvateks (elastsed) ja pöördumatuteks (ebaelastsed, plastilised, roomavad). Elastsed deformatsioonid kaovad peale rakendatud jõudude mõju lõppu, pöördumatud aga jäävad alles. Elastsed deformatsioonid põhinevad keha aatomite pöörduvatel nihkumistel tasakaaluasendist (teisisõnu, aatomid ei ületa aatomitevaheliste sidemete piire); pöördumatud põhinevad aatomite pöördumatutel nihkumistel märkimisväärsetel kaugustel algsetest tasakaaluasenditest (st aatomitevaheliste sidemete raamidest väljumisel pärast koormuse eemaldamist, ümberorienteerumisel uude tasakaaluasendisse).
Plastilised deformatsioonid on pingete muutumisest põhjustatud pöördumatud deformatsioonid. Rooma deformatsioonid on pöördumatud deformatsioonid, mis tekivad aja jooksul. Ainete võimet plastiliselt deformeeruda nimetatakse plastilisuseks. Metalli plastilise deformatsiooni ajal muutuvad mitmed omadused samaaegselt kuju muutumisega - eriti külmdeformatsiooni ajal suureneb tugevus.
Entsüklopeediline YouTube
1 / 3
✪ Tund 208. Tahkete kehade deformatsioon. Deformatsioonitüüpide klassifikatsioon
✪ Deformatsiooni- ja elastsusjõud. Hooke'i seadus | Füüsika hinne 10 #14 | infotund
✪ Deformatsioon
Subtiitrid
Deformatsiooni tüübid
Kere kui terviku deformatsiooni lihtsaimad tüübid:
Enamikul praktilistel juhtudel on vaadeldav deformatsioon kombinatsioon mitmest samaaegsest lihtsast deformatsioonist. Lõppkokkuvõttes saab igasuguse deformatsiooni taandada kahele kõige lihtsamale: pingele (või kokkusurumisele) ja nihkele.
Deformatsiooni uuring
Plastilise deformatsiooni iseloom võib olla erinev sõltuvalt temperatuurist, koormuse kestusest või deformatsioonikiirusest. Kehale rakendatava pideva koormuse korral muutub deformatsioon aja jooksul; seda nähtust nimetatakse roomamiseks. Temperatuuri tõustes suureneb roomamiskiirus. Roomamise erijuhtudeks on lõõgastus ja elastne järelmõju. Üks plastilise deformatsiooni mehhanismi selgitavatest teooriatest on kristallide dislokatsioonide teooria.
Järjepidevus
Elastsuse ja plastilisuse teoorias peetakse kehasid "tahketeks". Järjepidevus (st võime täita kogu keha materjaliga hõivatud ruumala ilma tühimiketa) on üks peamisi reaalsetele kehadele omistatud omadusi. Järjepidevuse mõiste kehtib ka elementaarsete mahtude kohta, milleks keha saab mõtteliselt jagada. Kahe kõrvuti asetseva lõpmatult väikese ruumala keskpunktide vahelise kauguse muutus kehas, millel ei esine katkestusi, peab olema väike võrreldes selle kauguse algväärtusega.
Lihtsaim elementaarne deformatsioon
Lihtsaim elementaarne deformatsioon(või suhteline deformatsioon) on mõne elemendi suhteline pikenemine:
ϵ = (l 2 − l 1) / l 1 = Δ l / l 1 (\displaystyle \epsilon =(l_(2)-l_(1))/l_(1)=\Delta l/l_(1))Praktikas on rohkem levinud väikesed deformatsioonid - sellised, et ϵ ≪ 1 (\displaystyle \epsilon \ll 1).
