Какво е деформация? Видове деформации

Човекът започва да се сблъсква с процеса на деформация от първите дни на живота си. Това ни кара да се чувстваме докоснати. Ярък пример за деформация от детството може да си спомня пластилин. Има различни видове деформации. Физиката изследва и изучава всеки един от тях. В началото въвеждаме дефиницията на самия процес и след това постепенно разглеждаме възможните класификации и видове деформации, които могат да възникнат в твърди обекти.

дефиниция

Деформацията е процесът на преместване на частици и елементи на тялото спрямо тяхната взаимна позиция в тялото. Казано по-просто, това е физическа промяна във външните форми на обект. Има следните видове деформации:

• измести;
• усукване;
• огъване;
• компресионен щам.

Както всяко физическо количество, щамът може да бъде измерен. В най-простия случай се използва следната формула:

е = (р2-р1) / р1 _,

където е е най-простата елементарна деформация (увеличаване или намаляване на дължината на тялото); p ₂ и p ₁ - съответно дължината на тялото след и преди деформацията.

класификация

Като цяло могат да се разграничат следните видове деформации: еластични и нееластични. Еластични или обратими, деформациите изчезват, след като силата, действаща върху тях, изчезне. В основата на този физически закон се използват силови симулатори, например в разширителя. Ако говорим за физическия компонент, тогава базата е обратимо изместване на атомите - те не излизат извън границите на взаимодействието и рамката на междуатомните връзки.

Нееластичните (необратими) деформации, както разбирате, са обратен процес. Всяка сила, приложена върху тялото, оставя следи / деформация. Този тип въздействие включва и деформация на метали. При този вид смяна на формата често могат да се променят и други свойства на материала. Например, по време на деформация, причинена от охлаждане, силата на продукта може да се увеличи.

изместване

Както вече споменахме, съществуват различни видове деформации. Те са разделени от естеството на промяната в формата на тялото. В механиката промяната във формата се нарича изместване, при което долната част на гредата е фиксирана неподвижно и силата се прилага спрямо горната повърхност. Относителното напрежение на срязване се определя по следната формула:

tgQ = X ₁₂ / B

където X ₁₂ е абсолютното изместване на слоевете на тялото (т.е. разстоянието, което слоят е изместен); B е разстоянието между неподвижната основа и паралелно изместения слой.

извъртане

Ако видовете механични деформации се разделят според сложността на изчисленията, това ще заеме първо място. Този вид промяна на формата на тялото се случва, когато към него се прилагат две сили. В този случай, изместването на всяка точка на тялото става перпендикулярно на оста на действащите сили. Що се отнася до този вид деформация, следва да се споменат следните стойности:

1. F - ъгълът на усукване на цилиндричния прът.
2. T - моментът на действие.
3. L е дължината на пръта.
4. G - моментът на инерция.
5. W е модулът на срязване.

Формулата изглежда така:

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

Друга стойност, която трябва да се изчисли, е относителният ъгъл на усукване:

Q = F / L (стойностите са взети от предходната формула).

завой

Това е вид деформация, която се появява, когато позицията и формата на осите на гредата се променят. Също така е разделен на два вида - наклонен и прав. Директното огъване е вид деформация, при която действащата сила пада директно върху оста на въпросния лъч, във всеки друг случай говорим за наклонено огъване.

Сгъстяване на опън

Различни видове деформации, чиято физика е добре изучена, рядко се използват за решаване на различни проблеми. Въпреки това, когато учи в училище, един от тях често се използва за определяне на нивото на знания на учениците. В допълнение към това име този тип деформация има и друг, който звучи така: линейно напрежение.

Разтягане (компресия) се случва, ако силата, действаща върху обекта, минава през центъра на неговата маса. Ако говорим за визуален пример, тогава разтягането води до увеличаване на дължината на пръта (понякога до скъсвания), а компресията - до намаляване на дължината и появата на надлъжни завои. Напреженията, причинени от този вид деформация, са пряко пропорционални на силата, действаща върху тялото, и обратно пропорционална на площта на напречното сечение на гредата.

Законът на Хук

Основният закон се разглежда в деформацията на тялото. Според него деформацията, която се случва в тялото, е право пропорционална на силата, която действа. Единственото възражение е, че то е приложимо само за малки стойности на деформация, тъй като при големи стойности и при превишаване на границата на пропорционалност, тази връзка става нелинейна. В най-простия случай (за тънка лента на опън), законът на Hooke има следната форма:

F = k * L,

където F е приложената сила; К - коефициент на еластичност; L е промяната в дължината на лъча.

Ако всичко е ясно с две стойности, тогава коефициентът (k) зависи от няколко фактора, като например материала на продукта и неговите размери. Нейната стойност може да се изчисли и по следната формула:

k = (E * C) / L,

където Е е модул на Янг; С е площта на напречното сечение; L е дължината на гредата.

данни

Всъщност има много начини да се изчисли деформацията на обекта. Различните видове деформации използват различни коефициенти. Видовете деформации се различават не само във формата на резултата, но и в силите, действащи върху обекта, а за изчисленията ще са необходими забележителни усилия и знания в областта на физиката. Надяваме се, че тази статия ще ви помогне да разберете разбирането на основните физически закони, а също така ще ви позволи да се движите малко по-далеч в изучаването на това част от физиката.