Smeltning Slid

Deformationer er opdelt i reversibel (elastisk) og irreversibel (plastik, krybning). Elastiske deformationer forsvinder efter afslutningen af ​​de påførte kræfter, men irreversible deformationer forbliver. Elastiske deformationer er baseret på reversible forskydninger af metalatomer fra ligevægtspositionen (med andre ord går atomerne ikke ud over grænserne for interatomiske bindinger); Irreversible er baseret på irreversible bevægelser af atomer til betydelige afstande fra de indledende ligevægtspositioner (det vil sige at gå ud over grænserne for interatomiske bindinger, efter at have fjernet belastningen, omorientering til en ny ligevægtsposition).

Plastiske deformationer er irreversible deformationer forårsaget af ændringer i stress. Krybdeformationer er irreversible deformationer, der opstår over tid. Stoffers evne til at deformere plastisk kaldes plasticitet. Under plastisk deformation af et metal, samtidig med en formændring, ændres en række egenskaber - især under kold deformation øges styrken.

Typer af deformation

Mest simple typer deformationer af kroppen som helhed:

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

Undersøgelse af deformation

Arten af ​​plastisk deformation kan variere afhængigt af temperatur, varighed af belastning eller belastningshastighed. Med en konstant belastning påført kroppen ændres deformationen med tiden; dette fænomen kaldes krybning. Når temperaturen stiger, stiger krybehastigheden. Særlige tilfælde af krybning er afspænding og elastisk eftervirkning. En af teorierne, der forklarer mekanismen for plastisk deformation, er teorien om dislokationer i krystaller.

Kontinuitet

I teorien om elasticitet og plasticitet betragtes kroppe som "faste". Kontinuitet (det vil sige evnen til at fylde hele volumen optaget af kroppens materiale uden hulrum) er en af ​​de vigtigste egenskaber, der tilskrives virkelige kroppe. Begrebet kontinuitet refererer også til elementære volumener, som en krop mentalt kan opdeles i. Ændringen i afstanden mellem centrene af hver to tilstødende infinitesimale volumener i et legeme, der ikke oplever diskontinuiteter, bør være lille sammenlignet med startværdien af ​​denne afstand.

Den enkleste elementære deformation

Den enkleste elementære deformation er den relative forlængelse af et element:

I praksis er små deformationer mere almindelige - sådan at .

Deformationsmåling

Deformationsmåling udføres enten i processen med at teste materialer for at bestemme deres mekaniske egenskaber, enten når man studerer en struktur in situ eller på modeller for at bedømme størrelsen af ​​spændinger. Elastiske deformationer er meget små, og deres måling kræver høj nøjagtighed. Den mest almindelige metode til at studere deformation er at bruge strain gauges. Derudover er modstandstøjningsmålere, polarisationsoptisk stresstestning og røntgendiffraktionsanalyse i vid udstrækning brugt. For at bedømme lokale plastiske deformationer bruges der rifling af et net på overfladen af ​​produktet, dækning af overfladen med let revnet lak eller sprøde pakninger osv.

Noter

Litteratur

• Rabotnov Yu. N., Strength of Materials, M., 1950;
• Kuznetsov V.D., Solid State Physics, bind 2-4, 2. udg., Tomsk, 1941-47;
• Sedov L.I., Introduktion til kontinuummekanik, M., 1962.

Se også

Links

Wikimedia Foundation.

2010.:

• Synonymer
• Beta (bogstav)

Bulgarsk kommission for antarktiske navne

Se, hvad "Deformation" er i andre ordbøger: deformation - deformation: Forvrængning af formen af ​​et stykke sæbe i forhold til det tilsigtede teknisk dokument . Kilde: GOST 28546 2002: Solid toiletsæbe. Generel tekniske specifikationer originalt dokument De...

Ordbogsopslagsbog med vilkår for normativ og teknisk dokumentation DEFORMATION - (fransk) grimhed; ændring i form. Ordbog fremmede ord , inkluderet i det russiske sprog. Chudinov A.N., 1910. DEFORMATION [lat. deformatio distortion] ændring i form og størrelse af et legeme under påvirkning af ydre kræfter. Ordbog over fremmede ord. Komlev...

Ordbogsopslagsbog med vilkår for normativ og teknisk dokumentation Ordbog over fremmede ord i det russiske sprog

Moderne encyklopædi Deformation - – ændring i kroppens form og/eller størrelse under påvirkning af ydre kræfter og forskellige typer påvirkninger (ændringer i temperatur og luftfugtighed, sætning af understøtninger osv.); i materialers styrke og teorien om elasticitet - et kvantitativt mål for dimensionsændring...

Moderne encyklopædi Encyklopædi over begreber, definitioner og forklaringer af byggematerialer - (fra latin deformationsforvrængning), forandring relativ position partikler af stof på grund af enhver ekstern eller interne årsager . De enkleste typer af deformation af et solidt legeme: spænding, kompression, forskydning, bøjning, torsion .....

Ordbogsopslagsbog med vilkår for normativ og teknisk dokumentation- (fra latin deformatio forvrængning) 1) en ændring i den relative position af punkter i et fast legeme, hvor afstanden mellem dem ændres som et resultat ydre påvirkninger. Deformationen kaldes elastisk, hvis den forsvinder, efter at stødet er fjernet, og... ... Stor encyklopædisk ordbog

Se, hvad "Deformation" er i andre ordbøger:- Cm … Ordbog over synonymer

Ordbogsopslagsbog med vilkår for normativ og teknisk dokumentation- (fra lat. deformatio forvrængning), ændring i konfigurationen af ​​kl. genstand som følge af eksternt påvirkninger eller interne styrke D. kan opleve tv. legemer (krystal, amorf, organisk oprindelse), væsker, gasser, fysiske felter, levende... ... Fysisk encyklopædi

Se, hvad "Deformation" er i andre ordbøger:- og f. deformation f. lat. deformationsforvrængning. 1. Ændring af størrelsen og formen af ​​et fast legeme under påvirkning af eksterne kræfter (normalt uden at ændre dets masse). BAS 1. || I billedkunst afvigelse fra den naturlige, som øjet opfatter... ... Historisk ordbog over gallicisme af det russiske sprog

Se, hvad "Deformation" er i andre ordbøger:- deformation, deformeret. Udtalt [deformation], [deformeret] og forældet [deformation], [deformeret] ... Ordbog over vanskeligheder med udtale og stress i moderne russisk sprog

Moderne encyklopædi - sten(fra latin deformatio formændring, forvrængning * a. stendeformafion; n. Deformation von Gesteinen; f. deformation des roches; i. deformacion de las rocas) en ændring i stenpartiklernes relative position, der forårsager en forandring ... Geologisk encyklopædi

Bøger

• Plastisk deformation af metaller, R. Honeycombe, For ingeniører og tekniske og videnskabelige arbejdere på fabrikker og forskningsinstitutter, universitetslærere, kandidatstuderende og seniorstuderende. Gengivet i original... Kategori:

DEFINITION

Deformation i fysik kalder de en ændring i størrelse, volumen og ofte form af en krop, hvis en ekstern belastning påføres kroppen, for eksempel under udstrækning, kompression og/eller når dens temperatur ændres.

Deformation opstår, når forskellige dele af kroppen foretager forskellige bevægelser. Så hvis en gummisnor for eksempel trækkes i enderne, vil dens forskellige dele bevæge sig i forhold til hinanden, og ledningen vil blive deformeret (strakt, forlænget). Under deformation ændres afstandene mellem atomer eller molekyler i legemer, så elastiske kræfter opstår.

Typer af deformation af et fast legeme

Deformationer kan opdeles i elastiske og uelastiske. Elasticitet er en deformation, der forsvinder, når den deformerende virkning ophører. Med denne type deformation vender partikler tilbage fra nye ligevægtspositioner til krystalgitter til de gamle.

Uelastiske deformationer af et fast legeme kaldes plastik. Under plastisk deformation sker en irreversibel omstrukturering af krystalgitteret.

Derudover er der følgende typer deformationer: spænding (kompression); forskydning, vridning.

Ensidig strækning involverer at øge kroppens længde, når den udsættes for en trækkraft. Et mål for denne type deformation er værdien af ​​relativ forlængelse ().

All-round træk (kompression) deformation manifesterer sig i en ændring (forøgelse eller formindskelse) i kroppens volumen. I dette tilfælde ændres kroppens form ikke. Trækkræfter (tryk) er jævnt fordelt over hele kroppens overflade. Et kendetegn ved denne type deformation er den relative ændring i kroppens volumen ().

Forskydning er en form for deformation, hvor flade lag af et fast stof forskydes parallelt med hinanden. Med denne type deformation ændrer lagene ikke deres form og størrelse. Målet for denne deformation er forskydningsvinklen.

Torsionsdeformation består af en relativ rotation af sektioner parallelt med hinanden, vinkelret på prøvens akse.

Teorien om elasticitet har bevist, at alle typer af elastisk deformation kan reduceres til træk- eller trykdeformationer, der opstår på et tidspunkt.

Hookes lov

Lad os betragte en homogen stang med længde l og tværsnitsareal S. To kræfter af samme størrelse F, rettet langs stangens akse, men i modsatte retninger, påføres enderne af stangen. I dette tilfælde ændredes stangens længde med .

Den engelske videnskabsmand R. Hooke har empirisk fastslået, at for små deformationer er den relative forlængelse () direkte proportional med spændingen ():

hvor E er Youngs modul; - kraften, der virker på en enheds tværsnitsareal af lederen. Ellers er Hookes lov skrevet som:

hvor k er elasticitetskoefficienten. For den elastiske kraft, der opstår i en stang, har Hookes lov formen:

Det lineære forhold mellem og er opfyldt inden for snævre grænser, ved små belastninger. Når belastningen øges, bliver afhængigheden ikke-lineær, og derefter bliver den elastiske deformation til plastisk deformation.

Eksempler på problemløsning

EKSEMPEL 1

Øvelse	Hvad er den potentielle energi af en strakt elastisk stang, hvis dens absolutte forlængelse er , og elasticitetskoefficienten er k? Overvej, at Hookes lov er opfyldt.
Løsning	Potentiel energi() af en elastisk strakt stang er lig med arbejdet (A) udført af eksterne kræfter, hvilket forårsager deformation: hvor x er den absolutte forlængelse af stangen, som skifter fra 0 til . I henhold til Hookes lov har vi: Ved at erstatte udtryk (1.2) med formel (1.1), har vi:

Ordbogsopslagsbog med vilkår for normativ og teknisk dokumentation– en ændring i kroppens størrelse, form og konfiguration som følge af virkningen af ​​ydre eller indre kræfter (fra latin deformatio - forvrængning).

Faste stoffer er i stand til at bevare deres form og volumen uændret i lang tid, i modsætning til flydende og gasformige. Dette velkendte udsagn er kun sandt "til en første tilnærmelse" og kræver afklaring. For det første, mange legemer, der generelt anses for at være faste, "flyder" meget langsomt over tid: der er et kendt tilfælde, hvor en granitplade (en del af en væg) over flere hundrede år, på grund af jordbundfald, er mærkbart bøjet efter et nyt mikrorelief, og uden revner og knæk (fig. 1). Det blev beregnet, at den karakteristiske bevægelseshastighed var 0,8 mm pr. år. Den anden præcisering er, at alle faste stoffer ændrer deres form og størrelse, hvis ydre belastninger virker på dem. Disse ændringer i form og størrelse kaldes deformationer af et fast legeme, og deformationerne kan være store (f.eks. når man strækker en gummisnor eller bøjer en stållineal) eller små, usynlige for øjet (for eksempel deformationer af en granit) piedestal ved installation af et monument).

Fra synspunktet indre struktur mange faste stoffer er polykrystallinske, dvs. består af små korn, som hver er en krystal med et gitter bestemt type. Glasagtige materialer og mange plastik har ikke en krystallinsk struktur, men deres molekyler er meget tæt knyttet til hinanden, og det sikrer bevarelsen af ​​kroppens form og størrelse.

Hvis ydre kræfter virker på et fast legeme (f.eks. strækkes en stang af to kræfter, fig. 2), så øges afstandene mellem stoffets atomer, og ved hjælp af instrumenter er det muligt at påvise en stigning i stangens længde. Hvis belastningen fjernes, genskaber stangen sin tidligere længde. Sådanne deformationer kaldes elastiske, de overstiger ikke brøkdele af en procent. Med stigende trækkræfter kan der være to udfald af eksperimentet: prøver lavet af glas, beton, marmor osv. ødelægges i nærværelse af elastiske deformationer (sådanne kroppe kaldes skøre). I prøver lavet af stål, kobber, aluminium, sammen med elastiske deformationer, vil der forekomme plastiske deformationer, som er forbundet med glidning (forskydning) af nogle partikler af materialet i forhold til andre. Størrelsen af ​​plastisk deformation er normalt flere procent. Et særligt sted blandt de deformerbare faste stoffer besat af elastomerer - gummilignende stoffer, der tillader enorme deformationer: en gummistrimmel kan strækkes 10 gange uden at rive eller beskadige, og efter aflæsning genoprettes den oprindelige størrelse næsten øjeblikkeligt. Denne form for deformation kaldes højelastisk og skyldes, at materialet består af meget lange polymermolekyler, opviklet i form af spiraler ("spiraltrapper") eller harmonikaer, hvor nabomolekyler danner et ordnet system. Lange, gentagne gange bøjede molekyler er i stand til at rette sig ud på grund af atomkædernes fleksibilitet; i dette tilfælde ændres afstandene mellem atomerne ikke, og små kræfter er tilstrækkelige til at frembringe store deformationer på grund af delvis udretning af molekylerne.

Legemer deformeres under påvirkning af kræfter påført dem, under påvirkning af ændringer i temperatur, fugtighed, kemiske reaktioner neutronbestråling. Den nemmeste måde at forstå deformation under påvirkning af kræfter - de kaldes ofte belastninger: en bjælke, fastgjort i enderne på understøtninger og belastet i midten, bøjninger - bøjningsdeformation; når man borer et hul, oplever boret torsionsdeformation; når bolden pustes op med luft, bevarer den sin sfæriske form, men bliver større. Globus deformeres, når en flodbølge passerer over dens overfladelag. Selv disse simple eksempler viser, at kroppens deformationer kan være meget forskellige. Normalt designdetaljerne i normale forhold opleve små deformationer, hvor deres form forbliver næsten uændret. Tværtimod under trykbehandling - under stempling eller rulning - opstår der store deformationer, som et resultat af, at kroppens form ændres betydeligt; for eksempel opnås et glas eller endda en del af en meget kompleks form fra et cylindrisk emne (i dette tilfælde opvarmes emnet ofte, hvilket letter deformationsprocessen).

Den nemmeste at forstå og matematisk analyse er kroppens deformation ved små deformationer. Som det er sædvanligt i mekanik, overvejes et vilkårligt udvalgt punkt M kroppe.

Før deformationsprocessen begynder, er et lille kvarter af dette punkt mentalt udvalgt, der har simpel form, praktisk til undersøgelse, for eksempel en kugle med radius D R eller terning med side D -en, og så pointen M viste sig at være centrum for disse kroppe.

Selvom ligene forskellige former under påvirkning af ydre belastninger og andre årsager opstår der meget forskellige deformationer, det viser sig, at et lille kvarter af ethvert punkt er deformeret i henhold til samme regel (lov): hvis et lille kvarter til et punkt M havde form som en kugle, så efter deformation bliver den til en ellipsoide; på samme måde bliver terningen et skråt parallelepipedum (normalt siger man, at kuglen går ind i en ellipsoide, og terningen til en skrå parallelepipedum). Det er denne omstændighed, der er den samme på alle punkter: Ellipsoiderne på forskellige punkter viser sig selvfølgelig at være forskellige og forskelligt roterede. Det samme gælder parallelepipederne.

Hvis vi i en udeformeret kugle mentalt vælger en radial fiber, dvs. materiale partikler placeret i en vis radius, og følger denne fiber i processen med deformation, opdages det, at denne fiber forbliver lige hele tiden, men ændrer sin længde - det forlænges eller forkortes. Vigtig information kan opnås som følger: i en udeformeret kugle skiller to fibre sig ud, vinklen mellem hvilke er ret. Efter deformation vil vinklen generelt blive anderledes end en lige linje. Forandring ret vinkel kaldet forskydningsdeformation eller forskydning. Det er mere bekvemt at overveje essensen af ​​dette fænomen ved at bruge eksemplet med et kubisk kvarter, når det er deformeret, forvandles den firkantede flade til et parallelogram - dette forklarer navnet forskydningsdeformation.

Vi kan sige, at deformationen af ​​området af et punkt M er kendt fuldstændigt, om for enhver radial fiber valgt før deformation kan dens nye længde findes, og for hvilke som helst to sådanne indbyrdes vinkelrette fibre kan vinklen mellem dem efter deformation findes.

Det følger heraf, at kvarterets deformation er kendt, hvis forlængelserne af alle fibre og alle mulige forskydninger er kendt, dvs. påkrævet på ubestemt tid stort antal data. Faktisk sker deformationen af ​​partiklen på en meget velordnet måde - kuglen bliver trods alt til en ellipsoide (og flyver ikke i stykker og bliver ikke til en tråd, der er bundet i knob). Denne rækkefølge udtrykkes matematisk ved en sætning, hvis essens er, at forlængelserne af enhver fiber og forskydningen for ethvert fiberpar kan beregnes (og ganske enkelt), hvis forlængelserne af tre indbyrdes vinkelrette fibre og forskydningerne - ændres i vinklerne mellem dem - er kendte. Og selvfølgelig afhænger sagens essens slet ikke af, hvilken form der er valgt for partiklen - sfærisk, kubisk eller en anden.

For en mere specifik og mere stringent beskrivelse af deformationsmønsteret introduceres et koordinatsystem (for eksempel kartesisk). OXYZ, vælges et bestemt punkt i kroppen M og dens omgivelser i form af en terning med toppunktet i punktet M, hvis kanter er parallelle med koordinatakserne. Relativ forlængelse af en ribbe parallelt med aksen OKSE, -e xx(I denne notation er indekset x gentaget to gange: sådan betegnes matrixelementer normalt).

Hvis kanten af ​​den pågældende terning havde en længde -en, så efter deformation vil dens længde ændre sig med mængden af ​​forlængelse D et x, mens den relative forlængelse introduceret ovenfor vil blive udtrykt som

e xx= D et x/ -en

Værdierne e har en lignende betydning åå og e zz.

For skift accepteres følgende notationer: ændring i den oprindeligt rette vinkel mellem terningens kanter parallelt med akserne OKSE Og OY, betegnet som 2e xy= 2e yx(her introduceres koefficienten "2" for nemheds skyld i fremtiden, som om diameteren af ​​en bestemt cirkel blev betegnet 2 r).

Der indføres således 6 mængder, nemlig tre forlængelsesstammer:

e xx e åå e zz

og tre forskydningsdeformationer:

e yx= e xy e zy= e yz e zx= e xz

Disse 6 størrelser kaldes deformationskomponenter, og denne definition har den betydning, at enhver forlængelse og forskydningsdeformation i nærheden af ​​et givet punkt udtrykkes gennem dem (de forkortes ofte som blot "deformation i et punkt").

Deformationskomponenterne kan skrives som en symmetrisk matrix

Denne matrix kaldes den lille deformationstensor, skrevet i koordinatsystemet OXYZ. I et andet koordinatsystem med samme oprindelse vil den samme tensor blive udtrykt af en anden matrix med komponenter

Koordinatakserne for det nye system og koordinatakserne for det gamle system udgør et sæt vinkler, hvis cosinus bekvemt er betegnet som i følgende tabel:

Derefter udtrykket af tøjningstensorkomponenterne i de nye akser (dvs. e ´ xx ,..., e ´ xy,...) gennem komponenterne i tøjningstensoren i de gamle akser, dvs. via e xx,…, e xy,..., har formen:

Disse formler er i det væsentlige definitionen af ​​en tensor i følgende betydning: hvis et eller andet objekt er beskrevet i systemet OXYZ matrix e ij, og i et andet system OKSE´ Y´ Z´ – en anden matrix e ij´, så kaldes det en tensor, hvis ovenstående formler holder, som kaldes formler til at transformere komponenterne i en tensor af anden rang til nyt system koordinater Her er matrixen for kortheds skyld betegnet med f ij, hvor indekserne jeg, j matche enhver parvis kombination af indekser x, y, z; Det er markant, at der altid er to indeks. Antallet af indeks kaldes tensorens rang (eller dens valens). I denne forstand viser vektoren sig at være en rang 1 tensor (dens komponenter har samme indeks), og skalaren kan betragtes som en rang nul tensor, der ikke har nogen indekser; i ethvert koordinatsystem har skalaren åbenbart samme betydning.

Den første tensor på højre side af ligheden kaldes sfærisk, den anden kaldes en afviger (fra latin deviatio - forvrængning), fordi det er forbundet med forvrængninger af rette vinkler - skift. Navnet "sfærisk" skyldes det faktum, at matrixen af ​​denne tensor i analytisk geometri beskriver en sfærisk overflade.

Vladimir Kuznetsov

Hvad er deformation?

Materialer og færdigvarer når de udsættes for belastninger, deformeres de. Deformation er en ændring i formen af ​​et materiale eller produkt under påvirkning af belastninger. Denne proces afhænger af størrelsen og typen af ​​belastning, indre struktur, form og art af arrangementet af partikler.

Deformation opstår på grund af ændringer i strukturen og arrangementet af molekyler, deres tilgang og afstand, som er ledsaget af ændringer i tiltræknings- og frastødningskræfterne. Når belastninger påføres et materiale, modvirkes de af indre kræfter kaldet elastiske kræfter. Størrelsen og arten af ​​deformation af materialet afhænger af forholdet mellem ydre kræfter og elastiske kræfter.

Deformation skelnes:

• - reversibel;
• - irreversibel;

Reversibel deformation er en deformation, hvor kroppen er fuldstændig genoprettet efter at belastningen er fjernet.

Hvis kroppen ikke vender tilbage til sin oprindelige position efter at have fjernet belastningen, kaldes denne deformation irreversibel (plastik).

Reversibel deformation kan være elastisk eller elastisk. Elastisk deformation er, når størrelsen og formen af ​​en krop, efter at have fjernet belastningen, genoprettes øjeblikkeligt, med lydens hastighed, dvs. det viser sig i løbet af kort tid. Det er kendetegnet ved elastiske ændringer i krystalgitteret.

Elastisk deformation er, når kroppens størrelse og form, efter at belastningen er fjernet, genoprettes over en længere periode. Konceptet med elastisk deformation gælder hovedsageligt til høj molekylvægt organiske forbindelser, som er en del af huden, gummi, bestående af disse molekyler med et stort antal links Det er normalt ledsaget af termiske fænomener, absorption eller frigivelse af varme, som er forbundet med fænomenerne friktion mellem molekyler og deres kompleks. Elastisk deformation er større end elastisk deformation.

Elastiske deformationer er vigtige ved brug af tøj, især sportstøj dette er forbundet med folder og glatning af stoffer. Stoffer, der udviser elastisk deformation, er kendetegnet ved øget slid.

Irreversibel deformation er ledsaget af en ny placering elementære partikler på grund af sakse eller glid, forskydning af nogle partikler.

Hver type deformation måles efter en vis tid efter at belastningen er fjernet, for eksempel måles elastik efter 2 minutter, elastisk efter 20 minutter. osv. Disse værdier vil svare til betinget elastiske, betinget elastiske og betinget plastiske deformationer.

Deformationsindikatorer.

De vigtigste indikatorer for deformation er: absolut og relativ forlængelse og kontraktion, proportionalitetsgrænse, flydestyrke, elasticitetsmodul, brudlængde, afslapning.

Absolut og relativ forlængelse:

hvor Dl er absolut forlængelse (m); l og l0 - endelige og indledende længde af kroppen (m).

• - grænse for proportionalitet: karakteriserer materialets styrke inden for elasticitetsgrænserne;
• - flydespænding: egenskaben ved et materiale til at deformeres under konstant belastning kaldes udbytte.

Flydegrænsen er, når udbyttet af et materiale ikke er klart udtrykt, dvs. når den får en permanent forlængelse på 0,2 %.

• - afslapning - et fald i stress i en deformerbar krop, forbundet med den spontane overgang af partikler til en ligevægtstilstand.
• - brudlængde - den mindste længde, ved hvilken materialet knækker under indflydelse af sin egen vægt.