Deformation

Deformation (fra lat. deformatio - "forvrængning") - en ændring i den relative position af kroppens partikler, forbundet med deres bevægelse i forhold til hinanden på grund af påføring af kraft, hvor kroppen forvrænger sin form. Normalt er deformation ledsaget af en ændring i værdierne af interatomiske kræfter, hvis mål er den elastiske mekaniske spænding.

Typer af deformation er opdelt i reversibel (elastisk) og irreversibel (plastik, krybning). Reversible deformationer forsvinder efter afslutningen af virkningen af de påførte kræfter, mens irreversible deformationer forbliver. Reversible deformationer er baseret på forskydning af kropsatomer fra ligevægtspositionen, og irreversible deformationer er baseret på irreversible forskydninger af atomer i afstande fra de indledende ligevægtspositioner (efter at belastningen er fjernet, sker der en reorientering til en ny ligevægtsposition). Deformation er defineret som forholdet mellem ændringen i længden af et deformeret objekt og dets oprindelige længde. Deformationen har ingen fysisk dimension. Typer af deformation: forskydning, kompression, knusning, bøjning, torsion, forskydning.

Fysisk og mekanisk grundlag for deformation

Deformation er en ændring i den relative position af kroppens partikler, forbundet med deres bevægelse i forhold til hinanden på grund af påføring af kraft, hvor det faste legeme forvrænger sin form. Deformationen er resultatet af en ændring i interatomiske afstande og en omlejring af blokke af atomer [1] . Typisk er deformation ledsaget af en ændring i værdierne af interatomiske kræfter , hvis mål er den elastiske mekaniske spænding [2] .

Deformationen af et fast legeme kan være en konsekvens af:

Fasetransformationer forbundet med en ændring i volumen ;
varmeudvidelse;
Magnetisering ( magnetostriktion );
Udseendet af en elektrisk ladning ( piezoelektrisk effekt );
Resultatet af ydre kræfter.

Træk-kompressionsdeformation

Spænding eller kompression af en fast genstand kan beskrives ved udtrykket:

{\displaystyle \epsilon ={\frac {(l_{2}-l_{1})}{l_{1))}={\frac {\Delta l}{l_{1))))

hvor:

$l_{2}$ er længden af elementet efter deformation;
$l_{1}$ er den oprindelige længde af dette element.

I praksis er små deformationer mere almindelige - sådan at . $\epsilon \ll 1$

En fysisk størrelse svarende til modulet af forskellen mellem den endelige og initiale længde (størrelsesændring) af et deformeret legeme kaldes absolut deformation [3] :

\Delta L=\left|L_{2}-L_{1}\right|

Medium stress - kaldet intensiteten af fordelingen af indre kræfter [4] .

Typer af deformation

Deformationer er opdelt i:

Elastisk deformation er en reversibel deformation beskrevet af Hookes lov [5] , hvor de forskudte interatomiske bindinger efter afslutningen af de påførte kræfter vender tilbage til deres oprindelige position.

Plastisk deformation er en irreversibel deformation, hvor der efter afslutningen af de påførte kræfter opstår en irreversibel forskydning af interatomiske bindinger. Under plastisk deformation af et metal ændres en række egenskaber samtidigt med en formændring - især under kold deformation øges styrken . Arten af plastisk deformation kan være forskellig afhængig af temperaturen , varigheden af belastningen eller belastningshastigheden. En af teorierne, der forklarer mekanismen for plastisk deformation , er teorien om dislokationer i krystaller . Alle reelle faste stoffer under deformation har i større eller mindre grad plastiske egenskaber. Under visse forhold kan kroppens plastiske egenskaber negligeres, som man gør i elasticitetsteorien. Et solidt legeme kan betragtes som elastisk med tilstrækkelig nøjagtighed, det vil sige, at det ikke viser mærkbare plastiske deformationer, før belastningen overstiger den elastiske grænse .

Krybning af materialer - irreversible deformationer, der opstår over tid under en konstant belastning. Med stigende temperatur øges krybehastigheden. Særlige tilfælde af krybning er afslapning og elastisk eftervirkning .

Typer af kropsdeformation er opdelt:

I de fleste praktiske tilfælde er den observerede deformation en kombination af flere samtidige simple deformationer. I sidste ende kan enhver deformation reduceres til de to enkleste: spænding (eller kompression) og forskydning .

Typer af deformation
Kompression
udstrækning
Flytte
Torsion
bøje

Deformationen kaldes elastisk , hvis den forsvinder, efter at den belastning, der forårsagede den, er fjernet (det vil sige, at kroppen vender tilbage til sin oprindelige størrelse og form), og plastisk, hvis deformationen ikke forsvinder efter, at belastningen er fjernet (eller forsvinder ufuldstændigt).

Undersøgelse af deformation

Deformationen af et fysisk legeme bestemmes, hvis forskydningsvektoren for hvert af dets punkter er kendt.

Faststoffysik - er engageret i studiet af deformation af faste stoffer i forbindelse med strukturelle træk.

Teori om elasticitet og plasticitet - overvej forskydninger og spændinger i deformerbare faste stoffer. Legeme behandles som "faste".

Mekanikken i et deformerbart fast legeme beskæftiger sig med studiet af ligevægtstilstande og forskydninger i virkelige legemer, idet der tages højde for ændringer i afstandene mellem partikler i forskydningsprocessen. I dette tilfælde betragtes virkelige kroppe som faste [4] .

Kontinuitet - Kontinuitet forstås som materielle genstande i kroppen, der optager hele rumfanget på en kontinuerlig måde, som er begrænset af sammenhængende overflader [4] . Kroppen er kontinuerlig, hvis den opfylder kontinuitetsbetingelserne [5] . Kontinuitetsbegrebet gælder også for elementære volumener, som en krop mentalt kan opdeles i.

Hookes lov - beskriver opførselen af et deformerbart fast stof i den elastiske zone.

For væsker og gasser, hvis partikler er let mobile, erstattes undersøgelsen af deformation af undersøgelsen af den øjeblikkelige fordeling af hastigheder.

Ændringen i afstanden mellem centrene af hver to tilstødende infinitesimale volumener i et legeme, der ikke oplever diskontinuiteter, skal være lille sammenlignet med startværdien af denne afstand.

Deformationsmåling

Deformation måles enten i processen med at teste materialer for at bestemme deres mekaniske egenskaber, eller når man studerer en struktur i naturalier eller på modeller for at bedømme størrelsen af spændinger.

Elastiske deformationer er meget små, og deres måling kræver høj nøjagtighed.

Målingen af tøjninger kaldes strain gauge .

Deformationsmålinger udføres ved hjælp af:

strain gauges ;
strain gauges ;
Polarisation-optisk metode til spændingsforskning;
Røntgendiffraktionsanalyse .

For at måle lokale plastiske deformationer anvendes rifling på overfladen af et netprodukt; let revne lak eller skrøbelige pakninger bruges som materiale.

Litteratur

Rabotnov Yu. N. Styrke af materialer. — M .: Fizmatgiz, 1962.
Kuznetsov V.D. Faststoffysik. - 2. udg. - Tomsk, 1941-1947. - V. 2-4.
Sedov LI Introduktion til kontinuumsmekanik. — M .: Fizmatgiz, 1962.
Deformation // Great Soviet Encyclopedia (i 30 bind) / A. M. Prokhorov (chefredaktør). - 3. udg. - M. : Sov. Encyclopedia, 1972. - T. VIII. - S. 175. - 592 s.

Se også

Den polariserede lysmodel er en model til at studere de stressede tilstande af strukturer og deres elementer.
Hookes lov
Youngs modul
Poissons forhold
Lam konstant
Forskydningsdeformation
Elastisk deformation
Krybning af materialer

Noter

↑ Gulyaev A.P. Metallurgi. Lærebog for gymnasier. - 6. - M . : Metallurgi, 1985. - S. 54-71. — 544 s.
↑ Store sovjetiske encyklopædi. - 2. - Stor sovjetisk encyklopædi. - T. 14. - S. 183-185.
↑ Faste stoffer og deres egenskaber (§ 4. Faste stoffers mekaniske egenskaber) (utilgængeligt link) . Hentet 2. marts 2016. Arkiveret fra originalen 15. marts 2016. (ubestemt)
↑ 1 2 3 Tolokonnikov L. A. Mekanik af en deformerbar fast krop: en lærebog for universiteter. - M . : Højere skole, 1979. - S. 318.
↑ 1 2 Katz A. M. Teori om elasticitet . - 2. - Sankt Petersborg. : Lan, 2002. - S. 44 . — 208 s. — ISBN 5-8114-0453-0 .