Ubadilishaji na uhamishaji wa oblique herufi 4. Deformation ya plastiki ya vifaa. Aina za deformation ya miili imara
Deformation ya mvutano ni aina ya deformation ambayo mzigo hutumiwa kwa muda mrefu kutoka kwa mwili, yaani, coaxially au sambamba na pointi za kushikamana za mwili. Njia rahisi zaidi ya kuzingatia kunyoosha ni kwenye cable towing kwa magari. Cable ina pointi mbili za kushikamana na tow na kitu kilichopigwa, wakati harakati inapoanza, cable inanyoosha na huanza kuvuta kitu kilichopigwa. Katika hali ya mvutano, kebo inakabiliwa na deformation ya mvutano, ikiwa mzigo ni chini ya maadili ya kikomo ambayo inaweza kuhimili, basi baada ya mzigo kuondolewa, kebo itarejesha sura yake.
Mvutano wa mvutano ni moja wapo ya masomo kuu ya maabara ya mali ya mwili ya nyenzo. Wakati wa utumiaji wa mafadhaiko ya mvutano, maadili huamuliwa ambayo nyenzo ina uwezo wa:
1. tambua mizigo yenye urejesho zaidi wa hali ya awali (deformation ya elastic)
2. tambua mizigo bila kurejesha hali ya awali (deformation ya plastiki)
3. kuanguka katika hatua ya kuvunja
Vipimo hivi ni kuu kwa nyaya zote na kamba ambazo hutumiwa kwa kupiga slinging, kupata mizigo, kupanda mlima. Mvutano pia ni muhimu katika ujenzi wa mifumo tata ya kusimamishwa na mambo ya kazi ya bure.
Deformation ya compression
Deformation ya compression - aina ya deformation sawa na mvutano, na tofauti moja katika njia ya mzigo hutumiwa, hutumiwa coaxially, lakini kuelekea mwili. Kukandamiza kitu kutoka pande zote mbili husababisha kupungua kwa urefu wake na ugumu wa wakati huo huo, utumiaji wa mizigo mikubwa huunda unene wa aina ya "pipa" kwenye mwili wa nyenzo.
Deformation ya ukandamizaji hutumiwa sana katika michakato ya metallurgiska ya kutengeneza chuma, wakati wa mchakato chuma hupata nguvu iliyoongezeka na welds kasoro za kimuundo. Ukandamizaji pia ni muhimu katika ujenzi wa majengo, vipengele vyote vya kimuundo vya msingi, piles na kuta hupata mizigo ya shinikizo. Hesabu sahihi ya miundo yenye kubeba mzigo wa jengo inakuwezesha kupunguza matumizi ya vifaa bila kupoteza nguvu.
Shear deformation
Deformation ya shear - aina ya deformation ambayo mzigo hutumiwa sambamba na msingi wa mwili. Wakati wa deformation ya shear, ndege moja ya mwili huhamishwa katika nafasi ya jamaa na nyingine. Vifungo vyote - bolts, screws, misumari - hujaribiwa kwa mizigo ya mwisho ya shear. Mfano rahisi zaidi wa deformation ya shear ni kiti huru, ambapo sakafu inaweza kuchukuliwa kama msingi, na kiti kinaweza kuchukuliwa kama ndege ya maombi ya mzigo.
bending deformation
Deformation ya bending - aina ya deformation ambayo unyoofu wa mhimili mkuu wa mwili unakiukwa. Upungufu wa bending hupatikana kwa miili yote iliyosimamishwa kwa msaada mmoja au zaidi. Kila nyenzo ina uwezo wa kujua kiwango fulani cha mzigo, mango katika hali nyingi huweza kuhimili sio uzito wao wenyewe, bali pia mzigo uliopewa. Kulingana na njia ya matumizi ya mzigo katika kupiga, tofauti hufanywa kati ya kupiga safi na oblique.
Thamani ya deformation ya bending ni muhimu kwa muundo wa miili ya elastic, kama vile daraja na viunga, baa ya mazoezi ya mwili, baa ya usawa, axle ya gari, na zingine.
Deformation ya Torsional
Deformation ya Torsional ni aina ya deformation ambayo torque hutumiwa kwa mwili, inayosababishwa na jozi ya nguvu zinazofanya kazi katika ndege ya perpendicular kwa mhimili wa mwili. Shafts ya mashine, augers ya visima vya kuchimba visima na chemchemi hufanya kazi kwenye torsion.
Sheria ya Hooke- equation ya nadharia ya elasticity, inayohusiana na dhiki na deformation ya kati elastic. Iligunduliwa mnamo 1660 na mwanasayansi wa Kiingereza Robert Hooke. Kwa kuwa sheria ya Hooke imeandikwa kwa mikazo na mikazo midogo, ina namna ya uwiano rahisi.
Kwa njia ya maneno, sheria inasomeka kama ifuatavyo:
Nguvu ya elastic ambayo hutokea katika mwili wakati imeharibika inalingana moja kwa moja na ukubwa wa uharibifu huu.
Kwa fimbo nyembamba ya mvutano, sheria ya Hooke ina fomu:
Hapa kuna nguvu inayonyoosha (inasisitiza) fimbo, ni urefu kamili (mgandamizo) wa fimbo, na - mgawo wa elasticity(au ugumu).
Mgawo wa elasticity inategemea wote juu ya mali ya nyenzo na juu ya vipimo vya fimbo. Inawezekana kutofautisha utegemezi wa vipimo vya fimbo (eneo la sehemu ya msalaba na urefu) kwa uwazi kwa kuandika mgawo wa elasticity kama
Thamani inaitwa moduli ya elasticity ya aina ya kwanza au moduli ya Young na ni sifa ya mitambo ya nyenzo.
Ukiingiza urefu wa jamaa
na mkazo wa kawaida katika sehemu ya msalaba
basi sheria ya Hooke katika vitengo vya jamaa itaandikwa kama
Katika fomu hii, ni halali kwa kiasi chochote kidogo cha nyenzo.
Pia, wakati wa kuhesabu vijiti vya moja kwa moja, sheria ya Hooke hutumiwa kwa fomu ya jamaa
Moduli ya vijana(modulus ya elasticity) - kiasi cha kimwili ambacho kina sifa ya mali ya nyenzo kupinga mvutano / compression wakati wa deformation elastic. Imetajwa baada ya karne ya 19 mwanafizikia wa Kiingereza Thomas Young. Katika matatizo ya nguvu ya mechanics, moduli ya Young inazingatiwa kwa maana ya jumla - kama kazi ya mazingira na mchakato. Katika Mfumo wa Kimataifa wa Vitengo (SI) hupimwa kwa newtons kwa kila mita ya mraba au kwa pascals.
Moduli ya vijana imehesabiwa kama ifuatavyo:
· E- moduli ya elastic;
· F- nguvu,
· S ni eneo la uso ambalo hatua ya nguvu inasambazwa;
· l- urefu wa fimbo inayoweza kuharibika,
· x- moduli ya mabadiliko katika urefu wa fimbo kama matokeo ya deformation ya elastic (iliyopimwa kwa vitengo sawa na urefu; l).
Kupitia moduli ya Young, kasi ya uenezi wa wimbi la longitudinal katika fimbo nyembamba huhesabiwa:
wapi ni msongamano wa dutu.
Inaweza kubainika kuwa picha tunazoziona zinalingana haswa na picha za aljebra. Hali hii itarahisisha uchanganuzi. Idadi ya hali zinazofanana zitazingatiwa katika Sehemu ya III (tazama kiambatisho).
Walakini, inapaswa kuzingatiwa kuwa katika hali nyingi tunaweza tu kuona matoleo potofu ya picha bora, kwa sababu hiyo tunakabiliwa na shida ya kimsingi - jinsi kasoro kama hizo zinatokea. Mchanganyiko kamili wa picha unahitaji uamuzi wa utaratibu wa deformation. Inahitajika pia katika hatua ya uchambuzi.
Tambua kwa kuchora ramani ya aljebra ya picha kwenye seti ya picha zinazoweza kuangaliwa. Vipengele
zitaitwa picha zilizoharibika.
Kawaida idadi ya mabadiliko ni kubwa na haijulikani mapema ambayo mtu atachukua hatua. Ishara Ф hutumiwa kuashiria seti ya mabadiliko yote.
Kufikia sasa, hatujasema chochote kuhusu asili ya picha zilizoharibika. Kesi rahisi zaidi ni wakati picha ni za aina sawa na picha bora za aljebra ya picha. Katika kesi hii, tutazungumza juu ya ubadilikaji wa kiotomatiki, ambao huweka picha ya aljebra yenyewe.
Vinginevyo, chini ya uharibifu wa heteromorphic, seti inaweza kujumuisha idadi ya aina tofauti, kama tutakavyoona katika sura hii. Inaweza kugeuka kuwa pia ina muundo wa algebra ya picha, ingawa ni tofauti nayo.Inapaswa kusisitizwa kuwa hata katika kesi hii miundo hii inaweza kutofautiana kwa kasi na, kwa hiyo, kuna tofauti ya msingi kati yao. Mara nyingi tutakutana na kesi ambayo picha bora (zisizobadilika) ni maalum
kesi zenye ulemavu. Kawaida huvuruga muundo na kwa hivyo itakuwa chini ya muundo kuliko
Katika kesi wakati na kikoa cha ufafanuzi mara nyingi kitapanuka kutoka hadi na kikoa cha maadili kitabaki sawa na . Katika kesi hii, mlolongo unaweza kutumika mara kwa mara na, bila shaka, jumla kwa semigroup ya mabadiliko.
Mara nyingi, itawezekana pia kupanua wigo wa mabadiliko ya kufanana kwa Yote hapo juu inaweza kuunganishwa kwa namna ya hali, ambayo itatimizwa chini katika hali nyingi. Katika sehemu hii, tutafikiri kwamba huunda kikundi.
Ufafanuzi 4.1.1. Utaratibu wa deformation inaitwa mara kwa mara ikiwa
Uharibifu wa automorphic ni kesi maalum sana ya kuweka mara kwa mara Ф. Aina zote mbili za mabadiliko zitafafanuliwa kwenye seti sawa. Majukumu yao, hata hivyo, ni tofauti kabisa. Mabadiliko ya kufanana kwa kawaida hubadilisha picha kwa njia ya utaratibu, na mabadiliko haya ni angavu. Katika hali ambapo kuna kikundi, mabadiliko hayaongoi kupoteza habari, kwani mabadiliko ya kinyume hurejesha picha ya awali. Deformations, kwa upande mwingine, inaweza kupotosha picha kwa kiasi kwamba haitawezekana kurejesha kwa usahihi. Deformations husababisha kupoteza habari.
Uingiliano wa mabadiliko ya kufanana na uharibifu una jukumu muhimu, na katika uhusiano huu tunaanzisha mali mbili, utimilifu wa ambayo hurahisisha sana uchambuzi wa picha.
Ufafanuzi 4.1.2. Fikiria utaratibu wa kawaida wa deformation kwenye algebra ya picha. Hebu tumuite
Ikumbukwe kwamba haya ni masharti magumu na hayapatikani mara nyingi sana. Kwa kawaida, deformations ni wazi covariant ikiwa Φ ni semigroup commutative na Kesi nyingine rahisi hutokea wakati nafasi ya vector inaundwa na waendeshaji linear inavyoelezwa juu yake; chini ya hali kama hizi, deformations ni homomorphic.
Wacha iwe nafasi ya kipimo na umbali unaokidhi masharti yafuatayo:
Ikiwa umbali unamaanisha ni hakika, hata hivyo dhana hii haitaanzishwa kila wakati.
Ni kawaida kuhitaji kwamba kipimo kilingane na uhusiano wa kufanana na hii itatolewa kwa njia mbili.
Ufafanuzi 4.1.3. Tutaita umbali uliofafanuliwa kwa kawaida
Kulingana na umbali uliopewa, tunaamua
Katika kesi hii, ni rahisi kuthibitisha kuwa umbali ni tofauti, na umbali ni tofauti ya polyostium.
Wakati mwingine deformation itategemea utaratibu fulani wa kimwili, ambao utekelezaji wake unahusishwa na gharama ya nguvu, nishati, au kiasi fulani cha kimwili kinachohitajika ili kubadilisha picha bora kuwa fomu inayoonekana. Tutatumia neno lisiloegemea upande wowote na tutazungumza juu ya juhudi zinazohitajika,
Ufafanuzi 4.1.4. Fikiria kazi isiyo hasi kwenye nafasi ya kawaida ya deformation ambayo ina sifa zifuatazo:
kazi inaitwa kazi ya nguvu isiyobadilika. Ikiwa hali na masharti yatafikiwa
Ikiwa 3.5 ni covariant, basi hali hiyo inaridhika moja kwa moja. Kama matokeo, tunafikia nadharia ifuatayo:
Nadharia 4.1.1. Acha kazi ya nguvu iwe isiyobadilika kabisa na usawa
Katika kesi hii, ni umbali usiobadilika kabisa.
Maoni. Tulidokeza kimyakimya kuwa uhusiano unaozingatiwa kama mlinganyo kuhusiana na kila wakati una angalau suluhu moja. Ikiwa sio hivyo, basi thamani inayolingana inapaswa kubadilishwa na inaweza kuwa muhimu kukubali thamani kwa umbali unaosababisha. Hali hii huathiri uthibitisho kwa kiasi kidogo tu.
Ushahidi. Chaguo la kukokotoa lina ulinganifu kuhusiana na hoja zake mbili, na kuthibitisha ukosefu wa usawa wa pembetatu zingatia kusawazishwa Ikiwa kuna vile
basi kuashiria tunapata
Kwa hivyo, kwa kuzingatia mali ya Ufafanuzi 4.1.4, inafuata hiyo
ambayo nayo ina maana hiyo
Hatimaye, kutofautiana kamili kunapatikana kutoka kwa mali ya Ufafanuzi 4.1.4, kwa kuwa ina maana kwamba yaani, hii ina maana kwamba umbali ni tofauti kabisa.
Ikiwa tungefanya kazi na kazi ya nguvu ambayo ilikuwa na kutofautiana tu, basi tunaweza tu kusema kwamba umbali unaosababishwa ni wa kutofautiana.
Tunatanguliza kipimo cha uwezekano Р kwenye baadhi -algebra ya viseti vidogo . Hii inamaanisha kuwa tutazungumza juu ya kasoro zingine kama zinazowezekana zaidi kuliko zingine. Tutahitaji pia -algebras u kwenye T na, mtawalia, ili kwamba kwa kitengo chochote E ndani na ambacho sharti u umeridhika, mtawalia,
Kwa mwenza fulani aliyeharibika atakuwa na kipimo cha uwezekano
Wacha sasa tuanzishe lahaja ya jumla zaidi na ya kuvutia zaidi ya kasoro za covariant.
Ufafanuzi 4.1.5. Upungufu wa mara kwa mara na kipimo cha uwezekano P inasemekana kuwa covariant katika uwezekano ikiwa, kwa mabadiliko yoyote ya kufanana, mabadiliko yana usambazaji sawa wa uwezekano juu yao.
Katika hali zile ambapo urekebishaji unapunguza upatanifu wa picha kwa kikundi kidogo cha E (lakini si thamani zake), tutafasiri uwezekano wa ushirikiano kama usawa wa usambazaji wa uwezekano kwenye seti ya usambazaji wa uwezekano kwenye seti ya nasibu E.
Kwa kutumia ufafanuzi huu, kwa mtu yeyote fasta anaweza kuandika hivyo
Kwa upande mwingine, ikiwa uhusiano (4.1.12) unashikilia kwa yoyote na E, basi kasoro hizo ni za kutofautisha kwa uwezekano.
Matokeo muhimu ya ushirikiano katika uwezekano huanzishwa na nadharia ifuatayo:
Nadharia 4.1.2. Wacha kasoro ziwe tofauti kwa uwezekano na picha inayojumuisha modulo za darasa za usawa.
Katika hali kama hiyo, ikiwa E ni -invariant iliyowekwa ndani basi uwezekano wa masharti umefafanuliwa vizuri: haitegemei if .
Ushahidi. Fikiria uwezekano wa masharti
iko wapi mfano fulani (tazama (3.1.14)). Kwa kesi hii
kwa sababu ya udadisi unaowezekana. Kwa upande mwingine,
kwani E ni -siobadilika. Kwa hivyo, mara kwa mara, ili uwezekano wa masharti ni dhahiri kabisa, kwani haitegemei ni picha gani hutumika kama chanzo wakati wa kuzingatia picha.
Vinginevyo, haitawezekana kuzungumzia isipokuwa, bila shaka, pia tutaanzisha kipimo cha uwezekano kwenye aljebra ya picha bora.
Mbali na majadiliano katika sehemu hii, inapaswa kuongezwa kuwa inafaa kuchagua miundo ya aljebra, topolojia, na probabilistic kwa njia ambayo inaruhusu makubaliano ya asili ya pande zote. Msomaji anayevutiwa na jinsi hii inaweza kufanywa ndani ya mfumo wa mpangilio wa kawaida wa aljebraic-topolojia anaweza kurejelea taswira ya mwandishi (1963).
Wakati wa kuchagua aina fulani ya P, tunakutana na matatizo zaidi kuliko yale yanayohusiana na kinadharia
vipengele vya kipimo. Chaguo linapaswa kufanywa katika kila kesi kando kwa njia ambayo, kwa kutumia habari inayopatikana kutoka kwa eneo husika la somo, maelewano ya asili yanaweza kupatikana: mfano unapaswa kutoa makadirio ya kutosha ya matukio yaliyo chini ya utafiti na wakati huo huo. kuruhusu uwezekano wa ufumbuzi wa uchambuzi au nambari. Walakini, kanuni kadhaa za jumla zinaweza kutengenezwa ambazo zinaweza kuwa muhimu katika kuunda muundo wa deformation.
Kwanza, mtu anapaswa kujaribu kuoza , ambayo inaweza kuwa nafasi ngumu zaidi, kwa sababu rahisi. Bidhaa inaweza kuwa ya mwisho, ya kuhesabika, au isiyohesabika, kama tutakavyoona hapa chini. Wakati mwingine kizigeu kama hicho kinatajwa moja kwa moja, kama, kwa mfano, katika kesi wakati deformations hupunguzwa kwa mabadiliko ya kitolojia ya nafasi ya msaada, ikifuatiwa na deformation ya mask. Baadhi ya manufaa yanaweza pia kupatikana kutokana na jinsi aljebra za picha zinavyoundwa kutoka kwa vitu vya msingi. Ikiwa tutazingatia picha ambazo usanidi wake unajumuisha jenereta, na zote zinaweza kutambulika, basi tunaweza kujaribu kutumia uwakilishi.
kuhesabu ukweli kwamba mali ya mambo itakuwa rahisi kabisa. Njia hii itafanya kazi, hata hivyo, tu ikiwa jenereta zinafafanuliwa kipekee na picha. Badala yake, mtu anaweza kujaribu kutumia kizigeu kinachofaa kama kinavyotumika kwa usanidi wa kisheria ambao jenereta zake zimefafanuliwa katika aljebra ya picha inayozingatiwa.
Baada ya kugawanyika katika mambo rahisi ya kutosha, ni muhimu kuamua ni kipimo gani cha uwezekano kinapaswa kuletwa. Katika kesi hii, jambo muhimu ni uchaguzi wa njia kama hiyo ya uundaji wa deformations, ambayo mambo ya mtu binafsi yanageuka kuwa huru ya kila mmoja. nyingine. Haiwezekani kutaja kabisa P bila maelezo ya majaribio, na ili kupata makadirio kwa usahihi wa kuridhisha, mfano wa axiomatic lazima uwe na muundo wa kutosha. Hili ni jambo muhimu katika kubainisha P, na inahitaji uelewa wa utaratibu wa urekebishaji ili kuhakikisha kuwa data haijawakilishwa vibaya katika uchanganuzi unaofuata. Ikiwa kweli tumefanikiwa kugawanya kwa njia ambayo sababu zinaweza kuwa huru, inabaki kusuluhisha shida.
kuamua usambazaji usio na masharti juu yao. Kwa mfano, fikiria jenereta bora zinazozalishwa na utaratibu wa aina ambapo inaweza kuchukuliwa kama opereta tofauti, na jenereta zilizoharibika hufafanuliwa na usemi. Jambo la kwanza kujaribu ni kuruhusu maadili ya hoja mbalimbali kuwa. kujitegemea). Ikiwa hii haiwezi kukubaliwa kama makadirio ya kutosha, itafaa kujaribu kuondoa utegemezi kwa kufanya kazi sio na lakini na mabadiliko yake kadhaa (kwa mfano, mstari). Kwa maneno mengine, mtu anaweza kuchagua mfano kwa njia ambayo deformations kuchukua fomu rahisi probabilistic. Kumbuka, kama mfano mwingine, kwamba wakati wa kushughulika na mechi za picha (tazama Sehemu ya 3.5) na nafasi ya kumbukumbu ya X, mtu anaweza kujaribu kuiga P kwa kudhani kuwa alama tofauti za ramani ya X hujitegemea kwenye nafasi ya kumbukumbu na kwamba usambazaji unaolingana. ni tofauti..
Ili kupunguza uchaguzi wa usambazaji usio na masharti, fikiria jukumu la mabadiliko ya kufanana. Ikiwa, kama hapo juu, imechaguliwa vizuri, basi mtu anaweza kutarajia kuwa P itakuwa na utofauti unaolingana. Kwa hivyo, ikiwa picha bora zinazofanana na basi kwanza kabisa ni muhimu kujua ikiwa hazina usambazaji sawa wa uwezekano. Unaweza pia kuchukua mbinu nyingine: jaribu mfano ambao unasisitiza usawa wa ugawaji wa uwezekano, kwa njia hii hutuongoza kwa udadisi kwa uwezekano.
Kwa kutumia mbinu hizi, tunaweza kuamua aina ya uchanganuzi ya P, na kupata makadirio ya vigezo vya bure kwa nguvu.
Taratibu za urekebishaji zitaainishwa kulingana na vigezo viwili: kiwango na aina.
Chini ya kiwango cha utaratibu wa deformation, tutamaanisha kwamba hatua ya awali ya picha za picha, ambayo ngazi ya Juu imedhamiriwa, kiwango cha picha, inalingana na kesi wakati.
Deformation(Kiingereza) deformation) ni mabadiliko katika sura na ukubwa wa mwili (au sehemu ya mwili) chini ya ushawishi wa nguvu za nje, na mabadiliko ya joto, unyevu, mabadiliko ya awamu na mvuto mwingine unaosababisha mabadiliko katika nafasi ya chembe za mwili. Kwa kuongezeka kwa dhiki, deformation inaweza kuishia kwa uharibifu. Uwezo wa vifaa vya kupinga deformation na uharibifu chini ya ushawishi wa aina mbalimbali za mizigo ni sifa ya mali ya mitambo ya vifaa hivi.
Juu ya kuonekana kwa moja au nyingine aina ya deformation asili ya mikazo inayotumika kwa mwili ina ushawishi mkubwa. Peke yako michakato ya deformation zinahusishwa na hatua kuu ya sehemu ya tangential ya dhiki, wengine - na hatua ya sehemu yake ya kawaida.
Aina za deformation
Kwa asili ya mzigo uliowekwa kwa mwili aina za deformation imegawanywa kama ifuatavyo:
- deformation ya mvutano;
- deformation ya compression;
- Shear (au shear) deformation;
- deformation ya Torsional;
- Deformation ya bending.
Kwa aina rahisi zaidi za deformation ni pamoja na: mvutano wa mvutano, shida ya kukandamiza, shida ya kukata. Aina zifuatazo za deformation pia zinajulikana: deformation ya compression ya pande zote, torsion, bending, ambayo ni mchanganyiko mbalimbali wa aina rahisi zaidi ya deformation (shear, compression, mvutano), kwa vile nguvu kutumika kwa mwili chini ya deformation ni kawaida. si perpendicular kwa uso wake, lakini inaelekezwa kwa angle , ambayo husababisha matatizo ya kawaida na ya shear. Kwa kusoma aina za deformation kushiriki katika sayansi kama vile fizikia ya hali dhabiti, sayansi ya vifaa, fuwele.
ICM (www.tovuti)
Katika yabisi, haswa metali, hutoa aina mbili kuu za deformations- deformation ya elastic na plastiki, asili ya kimwili ambayo ni tofauti.
deformation ya chuma. Elastic na deformation ya plastiki
Ushawishi elastic (reversible) deformation juu ya sura, muundo na mali ya mwili huondolewa kabisa baada ya kukomesha hatua ya nguvu (mizigo) iliyosababisha, kwa kuwa chini ya hatua ya nguvu zilizotumiwa tu uhamisho mdogo wa atomi au mzunguko wa vitalu vya kioo hutokea. . Upinzani wa chuma kwa deformation na uharibifu huitwa nguvu. Nguvu ni hitaji la kwanza kwa bidhaa nyingi.
Moduli ya elasticity ni tabia ya upinzani wa vifaa kwa deformation elastic. Wakati voltage inafikia kinachojulikana kikomo cha elastic(au kizingiti cha elasticity) deformation inakuwa isiyoweza kutenduliwa.
Deformation ya plastiki, iliyobaki baada ya kuondolewa kwa mzigo, inahusishwa na harakati za atomi ndani ya fuwele kwa umbali mkubwa na husababisha mabadiliko ya mabaki katika sura, muundo na mali bila discontinuities macroscopic katika chuma. Deformation ya plastiki pia inaitwa kudumu au isiyoweza kurekebishwa. Deformation ya plastiki katika fuwele inaweza kufanyika teleza na mapacha.
ICM (www.tovuti)
Deformation ya plastiki ya chuma. Vyuma vina sifa ya upinzani mkubwa kwa mvutano au ukandamizaji kuliko kukata nywele. Kwa hiyo, mchakato wa deformation ya plastiki ya chuma ni kawaida mchakato wa kuteleza sehemu moja ya fuwele inayohusiana na nyingine kando ya ndege ya kioo au ndege zinazoteleza zilizo na ufungashaji mnene wa atomi, ambapo kuna upinzani mdogo wa kung'oa. Kuteleza hufanywa kama matokeo ya kuhamishwa kwa uhamishaji kwenye fuwele. Kama matokeo ya kuteleza, muundo wa fuwele wa sehemu zinazohamia haubadilika.
Utaratibu mwingine deformation ya plastiki ya chuma ni mapacha. Katika deformation ya mapacha, mkazo wa kukata ni wa juu kuliko katika kuteleza. Mapacha kawaida hutokea wakati sliding ni vigumu kwa sababu moja au nyingine. Deformation ya twinning kawaida huzingatiwa kwa joto la chini na viwango vya juu vya upakiaji.
Plastiki ni mali ya vitu vikali, chini ya hatua ya nguvu za nje, kubadilisha sura na vipimo vyao bila kuanguka na kubaki mabaki (plastiki) deformations baada ya kuondolewa kwa nguvu hizi. Kutokuwepo au thamani ya chini ya plastiki inaitwa brittleness. Plastiki ya metali hutumiwa sana katika uhandisi.
Imetayarishwa na: Kornienko A.E. (ICM)
Lit.:
Hatua ya mitambo kwenye mwili hubadilisha nafasi ya jamaa ya chembe zake. Deformation - mabadiliko katika nafasi ya jamaa ya pointi za mwili, na kusababisha mabadiliko katika sura na ukubwa wake.
Wakati nguvu ya ulemavu ya nje inapofanya kazi kwenye mwili, umbali kati ya chembe hubadilika. Hii inasababisha kuibuka kwa nguvu za ndani ambazo huwa na kurudisha atomi (ions) kwenye nafasi yao ya asili. Kipimo cha nguvu hizi ni mitambo voltage. Voltage haijapimwa moja kwa moja. Katika baadhi ya matukio, inaweza kuhesabiwa kulingana na nguvu za nje zinazofanya kazi kwenye mwili.
Kulingana na hali ya ushawishi wa nje, kuna njia kadhaa za deformation, ambazo zinajadiliwa hapa chini.
Nyosha (mgandamizo)
Kwa fimbo (bar) yenye urefu l na eneo la sehemu ya S, nguvu hutumiwa F, iliyoelekezwa perpendicular sehemu (Mchoro 11.1). Matokeo yake, mitambo voltage o, ambayo katika kesi hii inaonyeshwa na uwiano wa nguvu kwa eneo la sehemu ya fimbo (mabadiliko madogo katika eneo la sehemu ya msalaba hayazingatiwi):
Katika SI, mkazo wa mitambo hupimwa Pascals(Pa).
Mchele. 11.1. Upungufu wa Mkazo na Mgandamizo
Chini ya hatua ya nguvu iliyotumiwa, urefu wa fimbo hubadilika kwa thamani fulani ∆ l, ambayo inaitwa kabisa deformation. Ukubwa wa deformation kabisa inategemea urefu wa awali wa fimbo, hivyo kiwango cha deformation kinaonyeshwa kwa suala la uwiano wa deformation kabisa kwa urefu wa awali. Uhusiano huu unaitwa jamaa mabadiliko (ε):
Uharibifu wa jamaa ni wingi usio na kipimo. Mara nyingine
inaonyeshwa kama asilimia:
Kwa thamani ndogo ya deformation ya jamaa, uhusiano kati ya deformation na dhiki ya mitambo inaonyeshwa na sheria ya Hooke:
wapi E- moduli ya Young, Pa (modulus ya elasticity longitudinal).
Katika deformation ya elastic mkazo ni sawia moja kwa moja na kiasi cha mkazo.
Moduli ya Young ni sawa na dhiki ambayo huongeza urefu wa sampuli mara mbili (kwa mazoezi, uharibifu wa sampuli hutokea kwa mikazo ya chini sana). Katika meza. 11.1 inaonyesha maadili ya moduli ya elasticity ya vifaa vingine.
Katika hali nyingi, chini ya mvutano au ukandamizaji, kiwango cha deformation katika sehemu tofauti za fimbo ni tofauti. Hii inaweza kuonekana ikiwa gridi ya mraba inatumiwa kwenye uso wa mwili. Baada ya deformation, mesh itapotoshwa. Kwa asili na ukubwa wa uharibifu huu, mtu anaweza kuhukumu usambazaji wa dhiki pamoja na sampuli (Mchoro 11.2).
Jedwali 11.1
Modulus ya elasticity (Modulus Young) ya baadhi ya vifaa
Inaweza kuonekana kuwa mabadiliko katika sura ya seli za gridi ya taifa ni ya juu katika sehemu ya kati ya fimbo na karibu haipo kwenye kando yake.
Shift
Deformation ya shear hutokea ikiwa nguvu ya tangential inatumika sambamba na msingi uliowekwa hufanya kazi kwenye mwili (Mchoro 11.3). Katika kesi hiyo, mwelekeo wa uhamisho wa msingi wa bure ni sawa na nguvu iliyotumiwa na perpendicular kwa uso wa upande. Kama matokeo ya deformation ya shear, parallelepiped ya mstatili inakuwa oblique. Katika kesi hii, nyuso za upande huhamishwa na pembe fulani γ, inayoitwa angle ya shear.
Mchele. 11.2. Upotovu wa mesh ya mraba wakati fimbo imeenea
Mchele. 11.3. Shear deformation
Shida kamili ya kukata hupimwa kwa kuhamishwa kwa msingi wa bure (∆ l) Shida ya kukatwa kwa jamaa imedhamiriwa kupitia tangent ya pembe ya shear tgγ, inayoitwa shear jamaa. Kwa kuwa pembe y kawaida ni ndogo, tunaweza kudhani
Wakati wa kunyoa, mkazo wa shear τ (dhiki ya tangential) inatokea kwenye sampuli, ambayo ni sawa na uwiano wa nguvu. (F) kwa eneo la msingi (S), sambamba na ambayo nguvu hufanya kazi:
Katika mvutano mdogo wa kufyeka, uhusiano kati ya dhiki na mkazo wa mitambo unaonyeshwa na uhusiano wa kisayansi:
ambapo G ni moduli ya shear, Pa.
pinda
Aina hii ya deformation ina sifa ya curvature ya mhimili au uso wa kati wa kitu deformable (boriti, fimbo) chini ya hatua ya nguvu za nje (Mchoro 11.4). Wakati wa kuinama, safu moja ya nje ya fimbo imesisitizwa, wakati safu nyingine ya nje imeinuliwa. Safu ya kati (inayoitwa safu ya neutral) inabadilisha tu sura yake wakati wa kudumisha urefu wake. Kiwango cha deformation ya bar, ambayo ina pointi mbili za usaidizi, imedhamiriwa na uhamisho wa X, ambao hupokea katikati ya fimbo. Thamani ya A inaitwa mshale wa kupotoka.
Mchele. 11.4. Upungufu wa bending
Kuhusiana na bar moja kwa moja, kulingana na mwelekeo wa nguvu za kaimu, kupiga kunaitwa longitudinal au kupita. Longitudinal bend hutokea chini ya hatua ya nguvu iliyoelekezwa kando ya boriti na kutumika hadi mwisho wake kwa kila mmoja (Mchoro 11.5, a). Kuvuka bending hutokea chini ya hatua ya nguvu iliyoelekezwa perpendicular kwa boriti na kutumika wote kwa mwisho wake na katika sehemu ya kati (Mchoro 11.5, b). Kuna pia mchanganyiko longitudinal-transverse bend (Mchoro 11.5, c).
Mchele. 11.5. Aina tofauti za kupinda: a) longitudinal, b) mpito, c) mpito wa longitudinal
Torsion
Aina hii ya deformation ina sifa ya mzunguko wa kuheshimiana wa sehemu za msalaba wa fimbo chini ya ushawishi wa muda (jozi za nguvu) zinazofanya kazi katika ndege ya sehemu hizi. Torsion hutokea, kwa mfano, wakati msingi wa chini wa fimbo umewekwa na msingi wa juu unazunguka karibu na mhimili wa longitudinal, mtini. 11.6.
Katika kesi hii, umbali kati ya tabaka tofauti unabaki bila kubadilika, lakini vidokezo vya tabaka zilizo kwenye wima sawa hubadilishwa jamaa kwa kila mmoja. Mabadiliko haya yatakuwa tofauti katika maeneo tofauti. Kwa mfano, hakutakuwa na mabadiliko kabisa katikati, itakuwa ya juu kwenye kingo. Kwa hivyo, deformation ya torsion imepunguzwa kwa deformation ya shear ambayo ni tofauti katika sehemu tofauti, yaani, kwa shear inhomogeneous.
Msingi umewekwa
Mchele. 11.6. Upungufu wa Torsional
Mchele. 11.6, a. Marekebisho ya asymmetry ya uso na mkanda wa wambiso
Deformation kabisa wakati wa torsion ina sifa ya angle ya mzunguko (φ) ya msingi mmoja wa jamaa hadi mwingine. Uharibifu wa jamaa (θ) ni sawa na uwiano wa pembe φ hadi urefu wa fimbo:
Kulinganisha njia mbalimbali za deformation ya miili homogeneous, mtu anaweza kuona kwamba wote kuja chini ya mchanganyiko wa mvutano (compression) na shear.
Mfano
Ili kuondokana na asymmetry ya uso baada ya kuumia, mvutano wa plasta ya wambiso hufanywa kutoka upande wa afya hadi kwa mgonjwa, Mtini. 11.6, a.
Mvutano wa wambiso unaelekezwa dhidi ya traction ya misuli ya ngozi yenye afya na unafanywa kwa kuimarisha mwisho mwingine wa bure wa kiraka kwenye kofia maalum - mask, iliyofanywa kila mmoja.
Aina za deformation
Utegemezi wa mkazo wa mitambo kwenye shida ya jamaa kwa mango katika mvutano unaonyeshwa kwenye Mchoro. 11.7.
Mchele. 11.7. Mkazo dhidi ya Mkazo - Mchoro wa Tensile
Sehemu ya OV inalingana elastic deformation ambayo hupotea mara baada ya mzigo kuondolewa.
Pointi B - kikomo cha elasticσ kudhibiti - dhiki, chini ambayo deformation huhifadhi tabia ya elastic (yaani, sheria ya Hooke ni halali).
Sehemu ya VM inalingana deformation ya plastiki, ambayo haipotei baada ya kupakua.
Plot MN inatii mvuto wa mavuno, ambayo huongezeka bila kuongeza voltage. Dhiki ambayo deformation inakuwa kioevu inaitwa kikomo cha mavuno.
Pointi C - nguvu ya mkazoσ p - dhiki ya mitambo ambayo uharibifu wa sampuli hutokea. Nguvu ya mvutano inategemea njia ya deformation na mali ya nyenzo.
Katika eneo la upungufu wa elastic (eneo la mstari), uhusiano kati ya dhiki ya mitambo na deformation inaelezewa na sheria ya Hooke (11.2).
Nguvu
Nguvu- uwezo wa miili kuhimili mzigo uliowekwa kwao bila uharibifu.
Nguvu kawaida ina sifa ya ukubwa wa dhiki ya mwisho ambayo husababisha uharibifu wa mwili kwa njia fulani ya deformation.
Nguvu ya mkazo ndio mkazo wa mwisho ambao sampuli huvunjika.
Kwa njia tofauti za deformation, maadili ya nguvu ya mvutano ni tofauti.
Hapo chini (Jedwali 11.2) hii inaonyeshwa kwenye mfano wa femur ya baadhi ya vitu vya kibiolojia.
Deformations imegawanywa katika kubadilishwa (elastic) na isiyoweza kurekebishwa (inelastic, plastiki, creep). Upungufu wa elastic hupotea baada ya mwisho wa hatua ya nguvu zilizotumiwa, wakati zisizoweza kurekebishwa zinabaki. Upungufu wa elastic ni msingi wa uhamishaji unaoweza kubadilika wa atomi za mwili kutoka kwa nafasi ya usawa (kwa maneno mengine, atomi haziendi zaidi ya mipaka ya vifungo vya interatomic); zisizoweza kutenduliwa zinatokana na uhamishaji usioweza kutenduliwa wa atomi kwa umbali mkubwa kutoka kwa nafasi za awali za usawa (ambayo ni, kwenda zaidi ya mfumo wa vifungo vya interatomic, baada ya kuondoa mzigo, kuelekeza upya kwa nafasi mpya ya usawa).
Upungufu wa plastiki ni deformation isiyoweza kurekebishwa inayosababishwa na mabadiliko ya mikazo. Upungufu wa kutambaa ni kasoro zisizoweza kutenduliwa ambazo hufanyika kwa wakati. Uwezo wa vitu kuharibika kwa plastiki huitwa plastiki. Wakati wa deformation ya plastiki ya chuma, idadi ya mali hubadilika wakati huo huo na mabadiliko ya sura - hasa, wakati wa deformation ya baridi, nguvu huongezeka.
Encyclopedic YouTube
1 / 3
✪ Somo la 208. Kubadilika kwa miili imara. Uainishaji wa aina za deformation
✪ Deformation na nguvu elastic. Sheria ya Hooke | Fizikia daraja la 10 #14 | somo la habari
✪ Kubadilika
Manukuu
Aina za deformation
Aina rahisi zaidi za deformation ya mwili kwa ujumla:
Katika hali nyingi za vitendo, deformation iliyozingatiwa ni mchanganyiko wa kasoro kadhaa za wakati huo huo rahisi. Hatimaye, deformation yoyote inaweza kupunguzwa kwa mbili ya rahisi: mvutano (au compression) na shear.
Utafiti wa deformation
Hali ya deformation ya plastiki inaweza kuwa tofauti kulingana na joto, muda wa mzigo, au kiwango cha matatizo. Kwa mzigo wa mara kwa mara unaotumiwa kwa mwili, deformation inabadilika kwa wakati; jambo hili linaitwa kutambaa. Kwa kuongezeka kwa joto, kiwango cha kutambaa huongezeka. Kesi maalum za kutambaa ni kupumzika na athari ya elastic. Moja ya nadharia zinazoelezea utaratibu wa deformation ya plastiki ni nadharia ya dislocations katika fuwele.
Mwendelezo
Katika nadharia ya elasticity na plastiki, miili inachukuliwa kuwa "imara". Kuendelea (ambayo ni, uwezo wa kujaza kiasi kizima kilichochukuliwa na nyenzo za mwili, bila voids yoyote) ni moja ya mali kuu inayohusishwa na miili halisi. Wazo la mwendelezo pia linatumika kwa viwango vya msingi ambavyo mwili unaweza kugawanywa kiakili. Mabadiliko ya umbali kati ya vituo vya kila ujazo wa saizi mbili zinazokaribiana katika mwili ambao hauna uzoefu wa kutoendelea lazima iwe ndogo ikilinganishwa na thamani ya awali ya umbali huu.
Deformation rahisi zaidi ya msingi
Deformation rahisi zaidi ya msingi(au deformation ya jamaa) ni urefu wa jamaa wa kipengele fulani:
ϵ = (l 2 − l 1) / l 1 = Δ l / l 1 (\displaystyle \epsilon =(l_(2)-l_(1))/l_(1)=\Delta l/l_(1))Kwa mazoezi, kasoro ndogo ni kawaida zaidi - kama hiyo ϵ ≪ 1 (\mtindo wa kuonyesha \epsilon \ll 1).
