Što je deformacija? Vrste deformacija

Čovjek počinje susresti proces deformacije od prvih dana svoga života. Zbog toga se osjećamo dirnuti. Živopisan primjer deformacije iz djetinjstva može se sjetiti plastelina. Postoje različite vrste deformacija. Fizika ispituje i proučava svaku od njih. Za početak uvodimo definiciju samog procesa, a zatim postupno razmatramo moguće klasifikacije i tipove deformacija koje se mogu pojaviti u čvrstim objektima.

definicija

Deformacija je proces pomicanja čestica i elemenata tijela u odnosu na njihov međusobni položaj u tijelu. Jednostavno rečeno, to je fizička promjena u vanjskim oblicima objekta. Postoje sljedeće vrste deformacija:

• pomak;
• torziona;
• savijanja;
• kompresijski soj.

Kao i svaka druga fizikalna količina, soj se može mjeriti. U najjednostavnijem slučaju koristi se sljedeća formula:

e = (p2-p1) / p1 _,

gdje je e najjednostavnija elementarna deformacija (povećanje ili smanjenje duljine tijela); p ₂ i p ₁ - duljina tijela nakon i prije deformacije.

klasifikacija

Općenito se mogu razlikovati sljedeći tipovi deformacija: elastični i neelastični. Elastične, ili reverzibilne, deformacije nestaju nakon što sila koja djeluje na njih nestane. Temelj tog fizičkog zakona koristi se u energetskim simulatorima, na primjer, u ekspanzionu. Ako govorimo o fizičkoj komponenti, onda je osnova reverzibilni pomak atoma - oni ne prelaze granice interakcije i okvira međatomatskih veza.

Neelastične (nepovratne) deformacije, kao što razumijete, su suprotan proces. Bilo koja sila primijenjena na tijelo ostavlja tragove / deformacije. Ova vrsta utjecaja uključuje i deformaciju metala. Kod ove vrste promjene oblika, često se mogu mijenjati i druga svojstva materijala. Primjerice, tijekom deformacije uzrokovane hlađenjem može se povećati čvrstoća proizvoda.

smjena

Kao što je već spomenuto, postoje različite vrste deformacija. Podijeljene su prirodom promjene oblika tijela. U mehanici se promjena oblika naziva pomakom u kojem je donji dio snopa fiksiran nepomično, a sila se primjenjuje u odnosu na gornju površinu. Relativna smična deformacija određena je sljedećom formulom:

tgQ = X ₁₂ / B

gdje je X ₁₂ apsolutni pomak slojeva tijela (tj. udaljenost koju je sloj pomaknuo); B je udaljenost između fiksne baze i paralelnog pomaknutog sloja.

uviti

Ako bi se tipovi mehaničkih deformacija podijelili prema složenosti izračuna, to bi zauzelo prvo mjesto. Ovakva promjena oblika tijela događa se kada se na nju primijene dvije sile. U tom slučaju pomicanje bilo koje točke tijela događa se okomito na os djelovanja sila. Govoreći o ovoj vrsti deformacije, treba spomenuti sljedeće vrijednosti koje treba izračunati:

1. F - kut uvijanja cilindrične šipke.
2. T - trenutak djelovanja.
3. L je duljina štapa.
4. G - moment inercije.
5. W je modul smicanja.

Formula izgleda ovako:

F = (T * L) / (G * F).

Druga vrijednost koju treba izračunati je relativni kut zavoja:

Q = F / L (vrijednosti su uzete iz prethodne formule).

zavoj

To je vrsta deformacije koja se događa kada se promijeni položaj i oblik osi snopa. Također je podijeljena u dvije vrste - koso i ravno. Izravno savijanje je vrsta deformacije u kojoj djelujuća sila pada izravno na os odnosne grede, u svakom drugom slučaju govorimo o kosom savijanju.

Zatezanje

Različiti tipovi deformacija, čija je fizika dobro proučena, rijetko se koriste za rješavanje različitih problema. Međutim, pri studiranju u školi jedan od njih često se koristi za određivanje razine znanja učenika. Osim tog naziva, ovaj tip deformacije ima i drugo, što zvuči ovako: linearno naponsko stanje.

Istezanje (kompresija) nastaje ako sila koja djeluje na objekt prolazi kroz središte svoje mase. Ako govorimo o vizualnom primjeru, tada istezanje dovodi do povećanja duljine štapa (ponekad do pucanja), a kompresija - do smanjenja dužine i pojave uzdužnih zavoja. Naprezanje uzrokovano ovom vrstom deformacije izravno je proporcionalno sili koja djeluje na tijelo, i obrnuto proporcionalna površini poprečnog presjeka grede.

Hookeov zakon

Temeljni zakon koji se razmatra u deformaciji tijela. Prema njegovim riječima, deformacija koja se događa u tijelu izravno je proporcionalna sili koja djeluje. Jedino upozorenje je da je primjenjivo samo za male vrijednosti deformacije, jer za velike vrijednosti i ako je granica proporcionalnosti premašena, taj odnos postaje nelinearan. U najjednostavnijem slučaju (za tanku vučnu šipku), Hookeov zakon ima sljedeći oblik:

F = k * L,

gdje je F primijenjena sila; K - koeficijent elastičnosti; L je promjena duljine snopa.

Ako je sve jasno s dvije vrijednosti, tada koeficijent (k) ovisi o nekoliko čimbenika, kao što je materijal proizvoda i njegove dimenzije. Njegova se vrijednost može izračunati i pomoću sljedeće formule:

k = (E * C) / L,

gdje je E Youngov modul; C je površina poprečnog presjeka; L je duljina snopa.

nalazi

Zapravo, postoji mnogo načina za izračunavanje deformacije objekta. Različiti tipovi deformacija koriste različite koeficijente. Vrste deformacija razlikuju se ne samo u obliku rezultata, nego iu silama koje djeluju na objekt, a za izračune trebat će vam izuzetan trud i znanje u području fizike. Nadamo se da će vam ovaj članak pomoći da shvatite razumijevanje osnovnih fizičkih zakona, a također će vam omogućiti da malo napredujete u proučavanju ovog odjeljak fizike.