Деформації поділяють на оборотні (пружні) та незворотні (пластичні, повзучості). Пружні деформації зникають після закінчення дії сил, а незворотні - залишаються. В основі пружних деформацій лежать оборотні усунення атомів металів від положення рівноваги (іншими словами, атоми не виходять за межі міжатомних зв'язків); в основі незворотних - незворотні переміщення атомів на значні відстані від вихідних положень рівноваги (тобто вихід за межі міжатомних зв'язків, після зняття навантаження переорієнтація в нове рівноважне положення).
Пластичні деформації - це незворотні деформації, спричинені зміною напруги. Деформації повзучості - це незворотні деформації, що відбуваються з часом. Здатність речовин пластично деформуватися називається пластичністю. При пластичній деформації металу одночасно із зміною форми змінюється ряд властивостей – зокрема, при холодному деформуванні підвищується міцність.
Види деформації
Найбільш прості видидеформації тіла загалом:
У більшості практичних випадків спостерігається деформація є поєднанням кількох одночасних простих деформацій. Зрештою, однак, будь-яку деформацію можна звести до двох найбільш простих: розтягування (або стиснення) і зсуву.
Вивчення деформації
Природа пластичної деформації може бути різною залежно від температури, тривалості дії навантаження чи швидкості деформації. При постійному навантаженні, прикладеному до тіла, деформація змінюється з часом; це явище називається повзучістю. Зі зростанням температури швидкість повзучості збільшується. Приватними випадками повзучості є релаксація та пружна післядія. Однією з теорій, що пояснюють механізм пластичної деформації, є теорія дислокацій у кристалах.
Суцільність
Теоретично пружності і пластичності тіла розглядаються як «суцільні». Суцільність (тобто здатність заповнювати весь обсяг, який займає матеріал тіла, без будь-яких порожнеч) є однією з основних властивостей, що приписуються реальним тілам. Поняття суцільності відноситься також до елементарних обсягів, на які можна подумки розбити тіло. Зміна відстані між центрами кожних двох суміжних нескінченно малих об'ємів у тіла, що не відчуває розривів, має бути малим порівняно з вихідною величиною цієї відстані.
Найпростіша елементарна деформація
Найпростішою елементарною деформацією є відносне подовження деякого елемента:
Насправді частіше зустрічаються малі деформації - такі, що .
Вимірювання деформації
Вимір деформації проводиться або в процесі випробування матеріалів з метою визначення їх механічних властивостей, або при дослідженні споруди в натурі або на моделях для судження про величини напруги. Пружні деформації дуже малі, та його вимір вимагає високої точності. Найбільш поширений метод дослідження деформації – за допомогою тензометрів. Крім того, широко застосовуються тензодатчики опору, поляризаційно-оптичний метод дослідження напруги, рентгеноструктурний аналіз. Для судження про місцеві пластичні деформації застосовують накатку на поверхні виробу сітки, покриття поверхні лаком, що легко розтріскується, або крихкими прокладками і т.д.
Примітки
Література
- Роботнов Ю. Н., Опір матеріалів, М., 1950;
- Кузнєцов Ст Д., Фізика твердого тіла, т. 2-4, 2 видавництва, Томськ, 1941-47;
- Сєдов Л. І., Введення в механіку суцільного середовища, М., 1962.
Див. також
Посилання
Wikimedia Foundation. 2010 .
Синоніми:Дивитись що таке "Деформація" в інших словниках:
деформація- деформація: Спотворення форми шматка мила в порівнянні з передбаченою в технічному документі. Джерело: ГОСТ 28546 2002: Мило туалетне тверде. Загальні технічні умовиоригінал документа Де … Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації
- (фр.) Потворність; зміна форми. Словник іноземних слів, що увійшли до складу російської мови Чудінов О.М., 1910. ДЕФОРМАЦІЯ [Лат. deformatio спотворення] зміна форми та розмірів тіла під дією зовнішніх сил. Словник іншомовних слів. Комлєв … Словник іноземних слів російської мови
Сучасна енциклопедія
Деформація- - Зміна форми та/або розмірів тіла під впливом зовнішніх сил і різного роду впливів (зміна температури і вологості, осаду опор і т. д.); у опорі матеріалів та теорії пружності – кількісна міра зміни розмірів … Енциклопедія термінів, визначень та пояснень будівельних матеріалів
Деформація- (Від латинського deformation спотворення), зміна взаємного розташуваннячастинок речовини, обумовлене якимись зовнішніми або внутрішніми причинами. Найбільш прості види деформації твердого тіла: розтягування, стиск, зсув, вигин, кручення. Ілюстрований енциклопедичний словник
- (Від латів. Deformatio спотворення) 1) зміна взаємного розташування точок твердого тіла, при якому змінюється відстань між ними, в результаті зовнішніх впливів. Деформація називається пружною, якщо вона зникає після видалення впливу, і… Великий Енциклопедичний словник
Див … Словник синонімів
- (Від латів. Deformatio спотворення), зміна конфігурації к. л. об'єкта, що виникає в результаті зовніш. впливів чи внутр. сил. Д. можуть відчувати тб. тіла (крист., аморфні, органічні походження), рідини, гази, поля фізичні, живі ... Фізична енциклопедія
деформація- І, ж. déformation f. лат. deformatio спотворення. 1. Зміна розмірів, форми твердого тіла під вплив зовнішніх сил (як правило, без зміни його маси). БАС 1. || В образотворчих мистецтвах відступ від натуральної, що сприймається оком. Історичний словник галицизмів російської
деформація- деформація, деформована. Вимовляється [деформація], [деформований] та застаріваюче [деформація], [деформований] … Словник труднощів вимови та наголоси в сучасній російській мові
Гірських порід (від лат. deformatio зміна форми, спотворення * a. rock deformafion; зв. Геологічна енциклопедія
Книги
- Пластична деформація металів , Р. Хонікомб , Для інженерно-технічних та наукових працівників заводів та науково-дослідних інститутів, викладачів ВНЗ, аспірантів та студентів старших курсів. Відтворено в оригінальній… Категорія:
Під зовнішнім впливом тіла можуть бути деформовані.
Деформація- Зміна форми та розмірів тіла. Причина деформації полягає в тому, що різні частини тіла здійснюють різні переміщення при дії на тіло зовнішніх сил.
Деформації, що повністю зникають після припинення дії сили, - пружні, які не зникають, - пластичні.
При пружних деформаціях відбувається зміна відстані між частинками тіла. У недеформованому тілі частинки перебувають у певних положеннях рівноваги (відстань між виділеними частинками - див. рис. 1, б), у яких сили відштовхування та тяжіння, що діють із боку інших частинок, рівні. При зміні відстані між частинками одна з цих сил починає перевищувати іншу. В результаті виникає рівнодіюча цих сил, що прагне повернути частку в колишнє положення рівноваги. Рівнодіюча сил, що діють на всі частинки деформованого тіла, і є сила пружності, що спостерігається на практиці. Таким чином, наслідком пружної деформації є пружних сил.
При пластичної деформаціїЯк показали спостереження, усунення частинок в кристалі мають зовсім інший характер, ніж при пружній. При пластичній деформації кристала відбувається зісковзування шарів кристала щодо один одного (рис. 1, а, б). Це можна побачити за допомогою мікроскопа: гладка поверхня кристалічного стрижня після пластичної деформації стає шорсткою. Зісковзування відбувається вздовж шарів, в яких найбільше атомів (рис. 2).
При таких зсувах частинок тіло виявляється деформованим, але на зміщені частинки при цьому не діють "повертають" сили, так як у кожного атома в його новому становищі такі ж сусіди і в такому числі, як і до зміщення.
При розрахунку конструкцій, машин, верстатів, тих чи інших споруд, при обробці різних матеріалів важливо знати, як деформуватиметься та чи інша деталь під дією навантаження, за яких умов її деформація не впливатиме на роботу машин загалом, за яких навантажень настає руйнація деталей і т.д.
Деформації можуть бути дуже складними. Але їх можна звести до двох видів: розтягування (стиснення) та зсуву.
Лінійна деформація виникає при додатку сили вздовж осі стрижня, закріпленого з кінця (рис. 3, а, б). При лінійних деформаціях шари тіла залишаються паралельними одна одній, але змінюються відстані з-поміж них. Лінійну деформацію характеризують абсолютним та відносним подовженням.
Абсолютне подовження, де l - Довжина деформованого тіла, - Довжина тіла в недеформованому стані.
Відносне подовження- Відношення абсолютного подовження до довжини недеформованого тіла.
На практиці розтягнення відчувають троси підйомних кранів, канатних доріг, буксирні троси, струни музичних інструментів. Стиснення піддаються колони, стіни та фундаменти будівель і т.д.
Виникає під дією сил, прикладених до двох протилежних граней тіла так, як показано на малюнку 4. Ці сили викликають усунення шарів тіла, паралельних напряму сил. Відстань між шарами не змінюється. Будь-який прямокутний паралелепіпед, подумки виділений у тілі, перетворюється на похилий.
Мірою деформації зсуву є кут зсуву- Кут нахилу вертикальних граней (рис. 5).
Деформацію зсуву зазнають, наприклад, заклепки та болти, що з'єднують металеві конструкції. Зсув при великих кутах призводить до руйнування тіла – зрізу. Зріз відбувається при роботі ножиць, пилки та ін.
Деформації вигинупіддається балка, закріплена з одного кінця або закріплена з двох кінців, до середини якої підвішено вантаж (рис. 6). Деформація вигину характеризується стрілою прогину h - усуненням середини балки (або його кінця). При згинанні опуклі частини тіл відчувають розтягування, а увігнуті - стиск, середні частини тіла практично не деформуються. нейтральний шар. Наявність середнього шару практично не впливає на опір тіла вигину, тому такі деталі вигідно робити порожнистими (економія матеріалу та значне зниження їхньої маси). У сучасній техніці широко використовують порожнисті балки, трубки. У людини кістки теж трубчасті.
Деформацію крученняможна спостерігати, якщо на стрижень, один кінець якого закріплений, діє пара сил (рис. 7), що лежать у площині перпендикулярної осі стрижня. При крученні окремі шари тіла залишаються паралельними, але повертаються один щодо одного певний кут. Деформація кручення є нерівномірним зрушенням. Деформації кручення виникають при загвинчуванні гайок, під час роботи валів машин.
Деформація - це усунення чи порушення зв'язків між атомами. Вона з'являється, якщо предмет впливають сторонні сили: температура, тиск, конкретне навантаження, магнітне чи електричне поле. Основні види деформації - деформація, що у фізиці називається означає, що порушення зв'язків між атомами незначне і структура за цілісністю не порушена. Предмети, що мають таку властивість, називають пружними. Необоротна деформація у фізиці називається і означає серйозне порушення зв'язків в атомах і, як наслідок, цілісності структури. Предмети із такими властивостями називаються пластичними.
Порушення атомного зв'язку – це не завжди погано. Наприклад, деталі, що демпфують (гасять коливання) повинні мати пластичність. Це необхідне перетворення енергії удару в енергію деформування. Існують такі види деформації твердих тіл: вигин, розтягування/стиск, кручення та зсув. Залежно від характеру діючих сил на тверді тіла можуть виникати відповідні напруги. Ці напруги називаються характером сили. Наприклад, напруга кручення, напруги стиснення, напруга згину і т.д. Говорячи про деформацію, нерідко за умовчанням мають на увазі деформацію жорстких тіл, т.к. зміна структури вони найбільш виражено.
По суті, всі види деформації - це результат впливу напруги, що створюється силою, що діє. У чистому виглядідеформація трапляється рідко. Як правило, підсумкова деформація – різноманітних напруг. У результаті всі вони призводять до двох основних деформацій - розтягування/стиснення та вигину.
Фізично деформація - це результат, який виявляється у кількісному та якісному еквіваленті. Кількісно це явище виявляється у числовому значенні. Якісно - у характері прояву (напрямку, критичні моменти, такі як руйнація, гранична напруга...). Можлива деформація попередньо прораховується в розрахунку міцності при проектуванні будь-якого пристрою або механізму.
Як правило, навантаження та результат деформації відображаються у вигляді графіків – епюр напруг. Структура такого графіка: розрахункова схема з прикладеними навантаженнями, види напруг та види деформації. Розподіл навантажень дає розуміння характер навантаженості роботи пристрою чи елемента, деформації. Результати деформації - розтягування, стиск, вигин, скручування - вимірюються в одиницях виміру відстані (мм, см, м) або кутовим заходом (градуси та радіани). Основне завдання розрахунку - визначити граничні деформації та напруги, щоб уникнути порушення працездатності - розриву, зсуву, перелому та інше. Також важливий характер напруги та числове значення, т.к. Існує поняття втомна деформація.
Втомна деформація - це процес зміни форми внаслідок довгих навантажень. Вони згодом із некритичних напруг (постійного незначного порушення міжатомних зв'язків) переростають у серйозні наслідки. Це поняття називається накопичена втома і регламентується таким параметром (з матеріалу), як міцність втоми.
Для того, щоб врахувати вплив, який надають різні видидеформації на функціональність та ресурс, проводять натурні випробування зразків матеріалів. З досвіду отримують всі характеристики міцності для кожного матеріалу, які потім стають табличними значеннями. В еру комп'ютерної технікитакий аналіз проводиться на потужних ПК. Але все одно про властивості матеріалу можна дізнатися тільки з натурних випробувань. Вже закладаючи всі характеристики та властивості в розрахункову модель, міцний отримує графічну модель(іноді в динаміці роботи) всіх напруг та деформацій.
У машинобудуванні такий розрахунок вже закладено у програми з 3D-проектування. Тобто. Проектувальник виконує 3D-модель всіх елементів, кожну з яких зводять у модель вузла. Прикладаючи навантаження в окремому модулі програми, проектувальник отримує характер напруги та всіх видів деформації.
Не вдаючись у теоретичні основиФізикою процесом деформації твердого тіла можна назвати зміну його форми під дією зовнішнього навантаження. Будь-який твердий матеріал має кристалічну структуру з певним розташуванням атомів і частинок, в ході застосування навантаження відбувається зміщення окремих елементів або цілих шарів відносно, тобто виникають дефекти матеріалів.
Види деформації твердих тіл
Деформація розтягування - вид деформації, при якій навантаження прикладається поздовжньо від тіла, тобто співвісно або паралельно до точок кріплення тіла. Найпростіше розтяг розглянути на буксирувальному тросі для автомобілів. Трос має дві точки кріплення до буксира і об'єкта, що буксирується, у міру початку руху трос випрямляється і починає тягнути об'єкт, що буксирується. У натягнутому стані трос піддається деформації розтягування, якщо навантаження менше граничних значень, які може витримати, то після зняття навантаження трос відновить свою форму.
Схема розтягування зразка
Деформація розтягування є одним із основних лабораторних досліджень фізичних властивостейматеріалів. У ході застосування розтягуючих напруг визначаються величини, при яких матеріал здатний:
- сприймати навантаження з подальшим відновленням початкового стану (пружна деформація)
- сприймати навантаження без відновлення первісного стану (пластична деформація)
- руйнуватися на межі міцності
Ці випробування є головними для всіх тросів і мотузок, які використовуються для стропування, кріплення вантажів, альпінізму. Розтягування має значення при будівництві складних підвісних систем з вільними робочими елементами.
Деформація стиснення - вид деформації, аналогічний розтягуванню, з однією відмінністю в способі застосування навантаження, її прикладають співвісно, але у напрямку до тіла. Здавлювання об'єкта з двох сторін призводить до зменшення його довжини та одночасного зміцнення, додаток великих навантажень утворює в тілі матеріалу потовщення типу «бочка».
Схема стиснення зразка
Як приклад можна навести той самий прилад як і деформації розтягування трохи вище.
Деформація стиснення широко використовується в металургійних процесах кування металу, в ході процесу метал отримує підвищену міцність та заварює дефекти структури. Стиснення також важливо при будівництві будівель, всі елементи конструкції фундаменту, паль і стін зазнають навантаження, що давлять. Правильний розрахунок несучих конструкцій будівлі дозволяє скоротити витрати матеріалів без втрати міцності.
Деформація зсуву - вид деформації, при якому навантаження прикладається паралельно до основи тіла. У ході деформації зсуву одна площина тіла зміщується у просторі щодо іншої. На граничні навантаження зсуву випробовуються всі елементи кріплення — болти, шурупи, цвяхи. Найпростіший прикладдеформації зсуву - розхитаний стілець, де за основу можна прийняти підлогу, а за площину застосування навантаження - сидіння.
Схема зсуву зразка
Деформація вигину - вид деформації, при якому порушується прямолінійність головної осі тіла. Деформації вигину відчувають усі тіла підвішені на одній або кількох опорах. Кожен матеріал здатний сприймати певний рівень навантаження, тверді тіла в більшості випадків здатні витримувати не тільки свою вагу, а й задане навантаження. Залежно від способу застосування навантаження при згинанні розрізняють чистий і косий згин.
Схема вигину зразка
Значення деформації вигину важливе для проектування пружних тіл, таких як міст з опорами, гімнастичний брус, турнік, вісь автомобіля та інші.
Деформація кручення - вид деформації, при якому до тіла доданий момент, що крутить, викликаний парою сил, що діють в перпендикулярній площині осі тіла. На кручення працюють вали машин, шнеки бурових установок та пружини.
Схема кручення зразка
Пластична та пружна деформація
У процесі деформації важливе значеннямає величина міжатомних зв'язків, додаток навантаження достатнього для їх розриву призводить до незворотних наслідків(незворотня або пластична деформація). Якщо навантаження не перевищило допустимих значень, то тіло може повернутися до початкового стану ( пружна деформація). Найпростіший приклад поведінки предметів, схильних до пластичної та пружної деформації, можна простежити на падінні з висоти гумового м'яча і шматка пластиліну. Гумовий м'яч має пружність, тому при падінні він стиснеться, а після перетворення енергії руху на теплову і потенційну, знову набуде початкової форми. Пластилін має велику пластичність, тому при ударі об поверхню воно незворотно втратить свою первісну форму.
За рахунок наявності деформаційних здібностей всі відомі матеріали мають набір корисних властивостей- пластичністю, крихкістю, пружністю, міцністю та іншими. Дослідження цих властивостей достатньо важливе завдання, що дозволяє вибрати або виготовити необхідний матеріал. З іншого боку, саме собою наявність деформації та її детектування часто буває необхідне завдань приладобудування, при цьому застосовуються спеціальні датчики звані экстензометрами чи інакше тензометрами.
Деформації поділяють на оборотні (пружні) та незворотні (пластичні, повзучості). Пружні деформації зникають після закінчення дії сил, а незворотні - залишаються. В основі пружних деформацій лежать оборотні усунення атомів металів від положення рівноваги (іншими словами, атоми не виходять за межі міжатомних зв'язків); в основі незворотних - незворотні переміщення атомів на значні відстані від вихідних положень рівноваги (тобто вихід за межі міжатомних зв'язків, після зняття навантаження переорієнтація в нове рівноважне положення).
Пластичні деформації - це незворотні деформації, спричинені зміною напруги. Деформації повзучості - це незворотні деформації, що відбуваються з часом. Здатність речовин пластично деформуватися називається пластичністю. При пластичній деформації металу одночасно із зміною форми змінюється ряд властивостей – зокрема, при холодному деформуванні підвищується міцність.
Види деформації
Найбільш прості види деформації тіла загалом:
У більшості практичних випадків спостерігається деформація є поєднанням кількох одночасних простих деформацій. Зрештою, однак, будь-яку деформацію можна звести до двох найбільш простих: розтягування (або стиснення) і зсуву.
Вивчення деформації
Природа пластичної деформації може бути різною залежно від температури, тривалості дії навантаження чи швидкості деформації. При постійному навантаженні, прикладеному до тіла, деформація змінюється з часом; це явище називається повзучістю. Зі зростанням температури швидкість повзучості збільшується. Приватними випадками повзучості є релаксація та пружна післядія. Однією з теорій, що пояснюють механізм пластичної деформації, є теорія дислокацій у кристалах.
Суцільність
Теоретично пружності і пластичності тіла розглядаються як «суцільні». Суцільність (тобто здатність заповнювати весь обсяг, який займає матеріал тіла, без будь-яких порожнеч) є однією з основних властивостей, що приписуються реальним тілам. Поняття суцільності відноситься також до елементарних обсягів, на які можна подумки розбити тіло. Зміна відстані між центрами кожних двох суміжних нескінченно малих об'ємів у тіла, що не відчуває розривів, має бути малим порівняно з вихідною величиною цієї відстані.
Найпростіша елементарна деформація
Найпростішою елементарною деформацією є відносне подовження деякого елемента:
Насправді частіше зустрічаються малі деформації - такі, що .
Вимірювання деформації
Вимір деформації проводиться або в процесі випробування матеріалів з метою визначення їх механічних властивостей, або при дослідженні споруди в натурі або на моделях для судження про величини напруги. Пружні деформації дуже малі, та його вимір вимагає високої точності. Найбільш поширений метод дослідження деформації – за допомогою тензометрів. Крім того, широко застосовуються тензодатчики опору, поляризаційно-оптичний метод дослідження напруги, рентгеноструктурний аналіз. Для судження про місцеві пластичні деформації застосовують накатку на поверхні виробу сітки, покриття поверхні лаком, що легко розтріскується, або крихкими прокладками і т.д.
Примітки
Література
- Роботнов Ю. Н., Опір матеріалів, М., 1950;
- Кузнєцов Ст Д., Фізика твердого тіла, т. 2-4, 2 видавництва, Томськ, 1941-47;
- Сєдов Л. І., Введення в механіку суцільного середовища, М., 1962.
Див. також
Посилання
Wikimedia Foundation. 2010 .
Синоніми:- Бета (літера)
- Болгарська комісія з антарктичних найменувань
Дивитись що таке "Деформація" в інших словниках:
деформація- деформація: Спотворення форми шматка мила в порівнянні з передбаченою в технічному документі. Джерело: ГОСТ 28546 2002: Мило туалетне тверде. Загальні технічні умови оригінал документа Де … Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації
ДЕФОРМАЦІЯ- (Фр.) Потворність; зміна форми. Словник іншомовних слів, що увійшли до складу російської мови. Чудінов О.М., 1910. ДЕФОРМАЦІЯ [Лат. deformatio спотворення] зміна форми та розмірів тіла під дією зовнішніх сил. Словник іншомовних слів. Комлєв … Словник іноземних слів російської мови
ДЕФОРМАЦІЯ Сучасна енциклопедія
Деформація- - Зміна форми та/або розмірів тіла під впливом зовнішніх сил і різного роду впливів (зміна температури і вологості, осаду опор і т. д.); у опорі матеріалів та теорії пружності – кількісна міра зміни розмірів … Енциклопедія термінів, визначень та пояснень будівельних матеріалів
Деформація- (Від латинського деформації спотворення), зміна взаємного розташування частинок речовини, обумовлена якими або зовнішніми або внутрішніми причинами. Найбільш прості види деформації твердого тіла: розтягування, стиск, зсув, вигин, кручення. Ілюстрований енциклопедичний словник
ДЕФОРМАЦІЯ- (Від латів. Deformatio спотворення) 1) зміна взаємного розташування точок твердого тіла, при якому змінюється відстань між ними, внаслідок зовнішніх впливів. Деформація називається пружною, якщо вона зникає після видалення впливу, і… Великий Енциклопедичний словник
деформація- Див … Словник синонімів
ДЕФОРМАЦІЯ- (Від латів. Deformatio спотворення), зміна конфігурації к. л. об'єкта, що виникає в результаті зовніш. впливів чи внутр. сил. Д. можуть відчувати тб. тіла (крист., аморфні, органічні походження), рідини, гази, поля фізичні, живі ... Фізична енциклопедія
деформація- І, ж. déformation f. лат. deformatio спотворення. 1. Зміна розмірів, форми твердого тіла під вплив зовнішніх сил (як правило, без зміни його маси). БАС 1. || В образотворчих мистецтвах відступ від натуральної, що сприймається оком. Історичний словник галицизмів російської
деформація- деформація, деформована. Вимовляється [деформація], [деформований] та застаріваюче [деформація], [деформований] … Словник труднощів вимови та наголоси в сучасній російській мові
Деформація- гірських порід (від латів. deformatio зміна форми, спотворення * a. rock deformafion; зв. Геологічна енциклопедія
Книги
- Пластична деформація металів , Р. Хонікомб , Для інженерно-технічних та наукових працівників заводів та науково-дослідних інститутів, викладачів ВНЗ, аспірантів та студентів старших курсів. Відтворено в оригінальній… Категорія:
