Fusione Indossare

Le deformazioni si dividono in reversibili (elastiche) e irreversibili (plastiche, creep). Le deformazioni elastiche scompaiono al termine delle forze applicate, ma permangono deformazioni irreversibili. Le deformazioni elastiche si basano su spostamenti reversibili degli atomi metallici dalla posizione di equilibrio (in altre parole, gli atomi non vanno oltre i limiti dei legami interatomici); Gli irreversibili si basano su movimenti irreversibili di atomi a distanze significative dalle posizioni di equilibrio iniziali (cioè, andando oltre i confini dei legami interatomici, dopo aver rimosso il carico, riorientamento verso una nuova posizione di equilibrio).

Le deformazioni plastiche sono deformazioni irreversibili causate da cambiamenti nello stress. Le deformazioni creep sono deformazioni irreversibili che si verificano nel tempo. La capacità delle sostanze di deformarsi plasticamente si chiama plasticità. Durante la deformazione plastica di un metallo, contemporaneamente al cambiamento di forma, cambiano numerose proprietà, in particolare durante la deformazione a freddo, la resistenza aumenta.

Tipi di deformazione

Maggior parte tipi semplici deformazioni del corpo nel suo complesso:

Nella maggior parte dei casi pratici, la deformazione osservata è una combinazione di più deformazioni semplici simultanee. In definitiva, però, qualsiasi deformazione può essere ridotta a due delle più semplici: tensione (o compressione) e taglio.

Studio della deformazione

La natura della deformazione plastica può variare a seconda della temperatura, della durata del carico o della velocità di deformazione. Con un carico costante applicato al corpo, la deformazione cambia nel tempo; questo fenomeno è chiamato creep. All’aumentare della temperatura, la velocità di scorrimento aumenta. Casi particolari di creep sono il rilassamento e gli effetti collaterali elastici. Una delle teorie che spiega il meccanismo della deformazione plastica è la teoria delle dislocazioni nei cristalli.

Continuità

Nella teoria dell’elasticità e della plasticità i corpi sono considerati “solidi”. La continuità (cioè la capacità di riempire l'intero volume occupato dalla materia del corpo, senza lasciare vuoti) è una delle principali proprietà attribuite ai corpi reali. Il concetto di continuità si riferisce anche ai volumi elementari in cui un corpo può essere suddiviso mentalmente. La variazione della distanza tra i centri di ciascuno due volumi infinitesimi adiacenti in un corpo che non presenta discontinuità dovrebbe essere piccola rispetto al valore iniziale di questa distanza.

La deformazione elementare più semplice

La deformazione elementare più semplice è l'allungamento relativo di qualche elemento:

In pratica, sono più comuni piccole deformazioni, ad esempio .

Misurazione della deformazione

La misurazione della deformazione viene eseguita durante il processo di prova dei materiali al fine di determinarne proprietà meccaniche, sia quando si studia una struttura in situ che su modelli per giudicare l'entità delle sollecitazioni. Le deformazioni elastiche sono molto piccole e la loro misurazione richiede un'elevata precisione. Il metodo più comune per studiare la deformazione è l'utilizzo degli estensimetri. Inoltre, sono ampiamente utilizzati estensimetri a resistenza, prove di stress ottico di polarizzazione e analisi di diffrazione di raggi X. Per valutare le deformazioni plastiche locali, viene utilizzata la zigrinatura di una rete sulla superficie del prodotto, coprendo la superficie con vernice facilmente screpolabile o guarnizioni fragili, ecc.

Appunti

Letteratura

• Rabotnov Yu. N., Forza dei materiali, M., 1950;
• Kuznetsov V.D., Fisica dello stato solido, vol. 2-4, 2a ed., Tomsk, 1941-47;
• Sedov L.I., Introduzione alla meccanica del continuo, M., 1962.

Guarda anche

Collegamenti

Fondazione Wikimedia. 2010.

Sinonimi:

• Beta (lettera)
• Commissione bulgara per i nomi antartici

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DEFORMAZIONE- (francese) Bruttezza; cambiare forma. Dizionario parole straniere, incluso nella lingua russa. Chudinov A.N., 1910. DEFORMAZIONE [lat. distorsione deformativa] cambiamento nella forma e nelle dimensioni del corpo sotto l'influenza di forze esterne. Dizionario delle parole straniere. Komlev... Dizionario delle parole straniere della lingua russa

DEFORMAZIONE Enciclopedia moderna

Deformazione- – cambiamento della forma e/o dimensione del corpo sotto l'influenza di forze esterne e di influenze di vario tipo (cambiamenti di temperatura e umidità, assestamenti di supporti, ecc.); nella resistenza dei materiali e nella teoria dell'elasticità - una misura quantitativa del cambiamento dimensionale... Enciclopedia dei termini, definizioni e spiegazioni dei materiali da costruzione

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DEFORMAZIONE- (dal lat. deformatio distorsione), cambiamento nella configurazione del kl. oggetto risultante da esterno influenze o interne forza D. potrebbe sperimentare la TV. corpi (di origine cristallina, amorfa, organica), liquidi, gas, campi fisici, esseri viventi... ... Enciclopedia fisica

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deformazione- deformazione, deformato. Pronunciato [deformazione], [deformato] e obsoleto [deformazione], [deformato] ... Dizionario delle difficoltà di pronuncia e di accento nella lingua russa moderna

Deformazione - rocce(dal latino deformatio cambiamento di forma, distorsione * a. deformazione della roccia; n. Deformazione von Gesteinen; f. deformazione des roches; i. deformacion de las rocas) un cambiamento nella posizione relativa delle particelle di roccia, causando un cambiamento ... Enciclopedia geologica

Libri

• Deformazione plastica dei metalli, R. Honeycombe, Per ingegneri, tecnici e scienziati di fabbriche e istituti di ricerca, docenti universitari, studenti laureati e studenti senior. Riprodotto nell'originale... Categoria:

DEFINIZIONE

Deformazione in fisica si chiama cambiamento delle dimensioni, del volume e spesso della forma di un corpo se al corpo viene applicato un carico esterno, ad esempio durante lo stiramento, la compressione e/o quando la sua temperatura cambia.

La deformazione si verifica quando diverse parti del corpo eseguono movimenti diversi. Quindi, ad esempio, se una corda di gomma viene tirata per le estremità, le sue diverse parti si muoveranno l'una rispetto all'altra e la corda sarà deformata (allungata, allungata). Durante la deformazione, le distanze tra gli atomi o le molecole dei corpi cambiano, quindi compaiono forze elastiche.

Tipi di deformazione del corpo solido

Le deformazioni possono essere suddivise in elastiche e anelastiche. L'elasticità è una deformazione che scompare quando cessa l'effetto deformante. Con questo tipo di deformazione, le particelle ritornano da nuove posizioni di equilibrio a reticolo cristallino a quelli vecchi.

Le deformazioni anelastiche di un corpo solido sono chiamate plastiche. Durante la deformazione plastica avviene una ristrutturazione irreversibile del reticolo cristallino.

Inoltre, ci sono i seguenti tipi deformazioni: tensione (compressione); taglio, torsione.

Lo stretching unilaterale comporta l'aumento della lunghezza del corpo quando esposto a una forza di trazione. Una misura di questo tipo di deformazione è il valore dell'allungamento relativo ().

La deformazione di trazione (compressione) a tutto tondo si manifesta in un cambiamento (aumento o diminuzione) del volume del corpo. In questo caso, la forma del corpo non cambia. Le forze di trazione (compressione) sono distribuite uniformemente su tutta la superficie del corpo. Una caratteristica di questo tipo di deformazione è la variazione relativa del volume del corpo ().

Il taglio è un tipo di deformazione in cui gli strati piatti di un solido vengono spostati parallelamente tra loro. Con questo tipo di deformazione gli strati non cambiano forma e dimensione. La misura di questa deformazione è l'angolo di taglio.

La deformazione torsionale consiste in una rotazione relativa di sezioni parallele tra loro, perpendicolari all'asse del campione.

La teoria dell'elasticità ha dimostrato che tutti i tipi di deformazione elastica possono essere ridotti a deformazioni di trazione o compressione che si verificano in un determinato momento.

La legge di Hooke

Consideriamo un'asta omogenea avente lunghezza l e area della sezione trasversale S. Alle estremità dell'asta vengono applicate due forze uguali in intensità F, dirette lungo l'asse dell'asta, ma in direzioni opposte. In questo caso, la lunghezza dell'asta è cambiata di .

Lo scienziato inglese R. Hooke stabilì empiricamente che per piccole deformazioni l'allungamento relativo () è direttamente proporzionale allo sforzo ():

dove E è il modulo di Young; - la forza che agisce su un'area della sezione trasversale unitaria del conduttore. Altrimenti la legge di Hooke si scrive come:

dove k è il coefficiente di elasticità. Per la forza elastica che si sviluppa in un’asta, la legge di Hooke ha la forma:

La relazione lineare tra e è soddisfatta entro limiti ristretti, a piccoli carichi. All’aumentare del carico la dipendenza diventa non lineare e quindi la deformazione elastica si trasforma in deformazione plastica.

Esempi di risoluzione dei problemi

ESEMPIO 1

Esercizio	Qual è l'energia potenziale di un'asta elastica allungata se il suo allungamento assoluto è , e il coefficiente di elasticità è k? Consideriamo che la legge di Hooke sia soddisfatta.
Soluzione	Energia potenziale() di un'asta elastica tesa è uguale al lavoro (A) compiuto dalle forze esterne, provocandone la deformazione: dove x è l'allungamento assoluto dell'asta, che varia da 0 a . Secondo la legge di Hooke abbiamo: Sostituendo l'espressione (1.2) nella formula (1.1), abbiamo:

DEFORMAZIONE- un cambiamento nelle dimensioni, nella forma e nella configurazione del corpo come risultato dell'azione di forze esterne o interne (dal latino deformatio - distorsione).

I solidi sono capaci di mantenere inalterati forma e volume per lungo tempo, a differenza di quelli liquidi e gassosi. Questa nota affermazione è vera solo “in prima approssimazione” e necessita di chiarimenti. In primo luogo, molti corpi generalmente considerati solidi “scorrono” molto lentamente nel tempo: è noto il caso in cui una lastra di granito (parte di un muro) nel corso di diverse centinaia di anni, a causa della sedimentazione del terreno, piegata notevolmente, a seguito di un nuovo microrilievo, e senza crepe e fratture (Fig. 1). È stato calcolato che la velocità di movimento caratteristica era di 0,8 mm all'anno. La seconda precisazione è che tutti i solidi cambiano forma e dimensione se su di essi agiscono carichi esterni. Questi cambiamenti di forma e dimensione sono chiamati deformazioni di un corpo solido e le deformazioni possono essere grandi (ad esempio, quando si allunga una corda di gomma o si piega un righello d'acciaio) o piccole, invisibili all'occhio (ad esempio, deformazioni di un granito piedistallo durante l'installazione di un monumento).

Dal punto di vista struttura interna molti solidi sono policristallini, cioè sono costituiti da piccoli grani, ciascuno dei quali è un cristallo avente un reticolo certo tipo. I materiali vetrosi e molte plastiche non hanno una struttura cristallina, ma le loro molecole sono strettamente legate tra loro e questo garantisce la preservazione della forma e delle dimensioni del corpo.

Se su un corpo solido agiscono forze esterne (ad esempio, un'asta viene allungata da due forze, fig. 2), allora le distanze tra gli atomi della sostanza aumentano e con l'aiuto degli strumenti è possibile rilevare un aumento di la lunghezza dell'asta. Se il carico viene rimosso, l'asta ripristina la sua lunghezza precedente. Tali deformazioni sono chiamate elastiche; non superano le frazioni percentuali. Con l'aumento delle forze di trazione, possono esserci due risultati dell'esperimento: campioni di vetro, cemento, marmo, ecc. vengono distrutti in presenza di deformazioni elastiche (tali corpi sono detti fragili). Nei campioni di acciaio, rame, alluminio, insieme alle deformazioni elastiche, appariranno deformazioni plastiche associate allo scivolamento (taglio) di alcune particelle del materiale rispetto ad altre. L'entità della deformazione plastica è solitamente di diversi punti percentuali. Posto speciale tra i deformabili solidi occupato da elastomeri, sostanze simili alla gomma che consentono enormi deformazioni: una striscia di gomma può essere allungata 10 volte senza strapparsi o danneggiarsi, e dopo lo scarico viene ripristinata la dimensione originale quasi istantaneamente. Questo tipo di deformazione è chiamato altamente elastico ed è dovuto al fatto che il materiale è costituito da molecole polimeriche molto lunghe, avvolte sotto forma di spirali (“scale a chiocciola”) o fisarmoniche, con molecole vicine che formano un sistema ordinato. Le molecole lunghe e piegate ripetutamente sono in grado di raddrizzarsi grazie alla flessibilità delle catene atomiche; in questo caso le distanze tra gli atomi non cambiano, e sono sufficienti piccole forze per produrre grandi deformazioni dovute al parziale raddrizzamento delle molecole.

I corpi si deformano sotto l'influenza delle forze ad essi applicate, sotto l'influenza di cambiamenti di temperatura, umidità, reazioni chimiche, irradiazione di neutroni. Il modo più semplice per comprendere la deformazione sotto l'influenza delle forze - sono spesso chiamati carichi: una trave, fissata alle estremità su supporti e caricata al centro, si piega - deformazione da flessione; durante la perforazione di un foro, il trapano subisce una deformazione torsionale; quando il pallone viene gonfiato con aria, mantiene la sua forma sferica ma aumenta di dimensioni. Terra si deforma quando un'onda di marea passa sopra il suo strato superficiale. Anche questi semplici esempi mostrano che le deformazioni dei corpi possono essere molto diverse. Di solito i dettagli del design sono presenti condizioni normali subiscono piccole deformazioni, durante le quali la loro forma rimane pressoché invariata. Al contrario, durante la lavorazione a pressione - durante lo stampaggio o la laminazione - si verificano grandi deformazioni, a seguito delle quali la forma del corpo cambia in modo significativo; ad esempio, da un pezzo cilindrico si ottiene un vetro o anche una parte di forma molto complessa (in questo caso il pezzo viene spesso riscaldato, il che facilita il processo di deformazione).

Il più facile da capire e analisi matematicaè la deformazione del corpo a piccole deformazioni. Come è consuetudine in meccanica, viene considerato un punto scelto arbitrariamente M corpi.

Prima che inizi il processo di deformazione, un piccolo quartiere di questo punto viene selezionato mentalmente, avendo forma semplice, conveniente per lo studio, ad esempio, una palla di raggio D R o cubo con lato D UN, e questo è il punto M si è rivelato essere il centro di questi corpi.

Anche se i corpi varie forme sotto l'influenza di carichi esterni e altri motivi, si verificano deformazioni molto diverse, risulta che un piccolo intorno di qualsiasi punto viene deformato secondo la stessa regola (legge): se un piccolo intorno di un punto M aveva la forma di una palla, poi dopo la deformazione diventa un ellissoide; allo stesso modo, il cubo diventa un parallelepipedo obliquo (di solito si dice che la palla va in un ellissoide e il cubo in un parallelepipedo obliquo). È questa circostanza che è la stessa in tutti i punti: gli ellissoidi in punti diversi, ovviamente, risultano diversi e ruotati diversamente. Lo stesso vale per i parallelepipedi.

Se in una sfera indeformata selezioniamo mentalmente una fibra radiale, cioè particelle materiali situate ad un certo raggio e seguono questa fibra nel processo di deformazione, quindi si scopre che questa fibra rimane sempre diritta, ma cambia la sua lunghezza: si allunga o si accorcia. Informazioni importanti si può ottenere così: in una sfera indeformata spiccano due fibre il cui angolo è retto. Dopo la deformazione, l'angolo, in generale, diventerà diverso da una linea retta. Modifica angolo retto chiamata deformazione a taglio o taglio. È più conveniente considerare l'essenza di questo fenomeno usando l'esempio di un quartiere cubico, quando deformato, la faccia quadrata si trasforma in un parallelogramma - questo spiega il nome deformazione di taglio.

Possiamo dire che la deformazione dell'intorno di un punto MÈ completamente noto se per qualsiasi fibra radiale selezionata prima della deformazione è possibile trovare la sua nuova lunghezza e per due qualsiasi di tali fibre reciprocamente perpendicolari è possibile trovare l'angolo tra loro dopo la deformazione.

Ne consegue che la deformazione dell'intorno è nota se sono noti gli allungamenti di tutte le fibre e tutti i possibili spostamenti, cioè richiesto a tempo indeterminato un gran numero di dati. In effetti, la deformazione della particella avviene in modo molto ordinato: dopotutto, la palla si trasforma in un ellissoide (e non vola in pezzi e non si trasforma in un filo annodato). Questo ordinamento è espresso matematicamente da un teorema, la cui essenza è che gli allungamenti di qualsiasi fibra e lo spostamento di qualsiasi coppia di fibre possono essere calcolati (e in modo molto semplice) se gli allungamenti di tre fibre reciprocamente perpendicolari e gli spostamenti - cambiano in gli angoli tra loro - sono noti. E, naturalmente, l'essenza della questione non dipende affatto dalla forma scelta per la particella: sferica, cubica o altra.

Per una descrizione più specifica e rigorosa dello schema deformativo, viene introdotto un sistema di coordinate (ad esempio cartesiano). OXYZ, viene selezionato un determinato punto nel corpo M e i suoi dintorni sotto forma di un cubo con il vertice nel punto M, i cui bordi sono paralleli agli assi delle coordinate. Allungamento relativo di una nervatura parallela all'asse BUE, –e xx(In questa notazione l'index X ripetuto due volte: così vengono solitamente indicati gli elementi della matrice).

Se il bordo del cubo in questione avesse una lunghezza UN, quindi dopo la deformazione la sua lunghezza cambierà della quantità di allungamento D ascia, mentre l'allungamento relativo sopra introdotto sarà espresso come

e xx= D ascia/ UN

I valori e hanno un significato simile aa ed e zz.

Per gli spostamenti sono accettate le seguenti notazioni: variazione dell'angolo inizialmente retto tra i bordi del cubo, parallelo agli assi BUE E OH, indicato come 2e xy= 2e yx(qui il coefficiente “2” viene introdotto per comodità in futuro, come se il diametro di un certo cerchio fosse designato 2 R).

Vengono quindi introdotte 6 quantità, ovvero tre ceppi di allungamento:

e xx e aa e zz

e tre deformazioni di taglio:

e yx= e xy e zy= e sì e zx= e xz

Queste 6 quantità sono chiamate componenti di deformazione, e questa definizione ha il significato che attraverso di esse si esprime qualsiasi allungamento e deformazione di taglio in prossimità di un dato punto (spesso abbreviato semplicemente come “deformazione in un punto”).

Le componenti della deformazione possono essere scritte come una matrice simmetrica

Questa matrice è chiamata tensore di piccola deformazione, scritta nel sistema di coordinate OXYZ. In un altro sistema di coordinate con la stessa origine, lo stesso tensore sarà espresso da un'altra matrice, con componenti

Gli assi coordinati del nuovo sistema e gli assi coordinati del vecchio sistema costituiscono un insieme di angoli, i cui coseni sono opportunamente designati come nella seguente tabella:

Quindi l'espressione delle componenti del tensore di deformazione nei nuovi assi (cioè e ´ xx ,…, e ´ xy,...) attraverso i componenti del tensore di deformazione nei vecchi assi, cioè via exx,..., e xy,…, hanno la forma:

Queste formule sono essenzialmente la definizione di un tensore nel senso seguente: se qualche oggetto è descritto nel sistema OXYZ matrice e ij e in un altro sistema BUE´ Y´ Z´ – un'altra matrice e ij´, allora si dice tensore se valgono le formule di cui sopra, dette formule per trasformare le componenti di un tensore del secondo rango in nuovo sistema coordinate Qui, per brevità, la matrice viene indicata con e ij, dove gli indici io, J corrisponde a qualsiasi combinazione di indici a coppie X, sì, z; È significativo che ci siano sempre due indici. Il numero di indici è chiamato rango del tensore (o sua valenza). In questo senso il vettore risulta essere un tensore di rango uno (le sue componenti hanno lo stesso indice), e lo scalare può essere considerato come un tensore di rango zero privo di indici; in qualsiasi sistema di coordinate lo scalare ha ovviamente lo stesso significato.

Il primo tensore a destra dell'uguaglianza è detto sferico, il secondo è detto deviatore (dal latino deviatio - distorsione), perché è associato a distorsioni degli angoli retti - spostamenti. Il nome “sferico” è dovuto al fatto che la matrice di questo tensore in geometria analitica descrive una superficie sferica.

Vladimir Kuznetsov

Cos'è la deformazione?

Materiali e beni finiti quando esposti a carichi si deformano. La deformazione è un cambiamento nella forma di un materiale o di un prodotto sotto l'influenza di carichi. Questo processo dipende dall'entità e dal tipo di carico, dalla struttura interna, dalla forma e dalla natura della disposizione delle particelle.

La deformazione avviene a causa di cambiamenti nella struttura e nella disposizione delle molecole, nel loro avvicinamento e distanza, che è accompagnato da cambiamenti nelle forze di attrazione e repulsione. Quando i carichi vengono applicati a un materiale, vengono contrastati da forze interne chiamate forze elastiche. L'entità e la natura della deformazione del materiale dipendono dal rapporto tra forze esterne e forze elastiche.

La deformazione si distingue:

• - reversibile;
• - irreversibile;

La deformazione reversibile è una deformazione in cui il corpo viene completamente ripristinato dopo la rimozione del carico.

Se il corpo non ritorna nella sua posizione originale dopo aver rimosso il carico, questa deformazione viene chiamata irreversibile (plastica).

La deformazione reversibile può essere elastica o elastica. La deformazione elastica avviene quando la dimensione e la forma di un corpo, dopo aver rimosso il carico, vengono ripristinate istantaneamente, alla velocità del suono, cioè si manifesta in un breve periodo di tempo. È caratterizzato da cambiamenti elastici nel reticolo cristallino.

La deformazione elastica avviene quando le dimensioni e la forma del corpo, dopo aver rimosso il carico, vengono ripristinate in un lungo periodo. Il concetto di deformazione elastica è applicabile principalmente a pesi molecolari elevati composti organici, che fa parte della pelle, della gomma, costituita da queste molecole con un largo numero collegamenti Di solito è accompagnato da fenomeni termici, assorbimento o rilascio di calore, che è associato ai fenomeni di attrito tra le molecole e il loro complesso. La deformazione elastica è maggiore della deformazione elastica.

Le deformazioni elastiche sono importanti quando si utilizzano indumenti, soprattutto quelli sportivi; sono associate a sgualciture e stiramenti dei tessuti; I tessuti che presentano deformazione elastica sono caratterizzati da una maggiore usura.

La deformazione irreversibile è accompagnata da una nuova posizione particelle elementari a causa di cesoie o scivolamenti, spostamento di alcune particelle.

Ogni tipo di deformazione viene misurata dopo un certo tempo dalla rimozione del carico, ad esempio l'elastico viene misurato dopo 2 minuti, l'elastico dopo 20 minuti. eccetera. Questi valori corrisponderanno a deformazioni condizionatamente elastiche, condizionatamente elastiche e condizionatamente plastiche.

Indicatori di deformazione.

I principali indicatori di deformazione sono: allungamento e contrazione assoluta e relativa, limite di proporzionalità, carico di snervamento, modulo elastico, intervallo di rottura, rilassamento.

Allungamento assoluto e relativo:

dove Dl è l'allungamento assoluto (m); l e l0 - lunghezza finale e iniziale del corpo (m).

• - limite di proporzionalità: caratterizza la resistenza del materiale entro i limiti di elasticità;
• - carico di snervamento: la proprietà di un materiale di deformarsi sotto carico costante si chiama snervamento.

Il limite di snervamento si ha quando la resa di un materiale non è chiaramente espressa, ad es. quando riceve un allungamento permanente dello 0,2%.

• - rilassamento - una diminuzione dello stress in un corpo deformabile, associato alla transizione spontanea delle particelle allo stato di equilibrio.
• - lunghezza di rottura - la lunghezza minima alla quale il materiale si rompe sotto l'influenza del proprio peso.