Co je deformace? Typy deformací

Člověk se začíná setkávat s procesem deformace od prvních dnů svého života. To nás nutí cítit. Živý příklad deformace z dětství si pamatuje plastelín. Existují různé typy deformací. Fyzika zkoumá a studuje každý z nich. Začneme tím, že zavádíme definici samotného procesu a poté postupně zvážíme možné klasifikace a typy deformací, které se mohou vyskytnout u pevných objektů.

Definice

Deformace je proces pohybu částic a prvků těla vzhledem k jejich vzájemné poloze v těle. Jednoduše řečeno, jedná se o fyzickou změnu vnějších forem objektu. Existují následující typy deformací:

• posun;
• torze;
• ohýbat;
• kompresní deformace.

Jako každá jiná fyzikální veličina lze měřit kmen. V nejjednodušším případě je použit následující vzorec:

e = (p _2- p ₁ ) / p _1,

kde e je nejjednodušší elementární deformace (zvýšení nebo snížení délky těla); p ₂ a p ₁ - délka těla po a před deformací.

Klasifikace

Obecně lze rozlišit následující typy deformací: elastické a neelastické. Elastické nebo reverzibilní deformace zmizí poté, co síla působící na ně zmizí. Základ tohoto fyzického zákona se používá v simulátorech napájení, například v expanderu. Když hovoříme o fyzické složce, pak je základem reverzibilní posunutí atomů - nepřekračují hranice interakce a rámce interatomických vazeb.

Nepravidelné (nezvratné) deformace, jak jste pochopili, jsou opačný proces. Jakákoli síla působící na tělo zanechává stopy / deformace. Tento typ nárazu zahrnuje také deformaci kovů. Při tomto typu změny tvaru se mohou často měnit jiné vlastnosti materiálu. Například během deformace způsobené chlazením se může zvýšit pevnost výrobku.

Shift

Jak již bylo zmíněno, existují různé typy deformací. Jsou rozděleny povahou změny tvaru těla. V mechanice se změna tvaru nazývá posun, ve kterém je spodní část paprsku pevně fixována a síla je aplikována vzhledem k hornímu povrchu. Relativní smykové namáhání se stanoví podle následujícího vzorce:

tgQ = X ₁₂ / B

kde X ₁₂ je absolutní posun vrstev těla (tj. vzdálenost, kterou vrstva posunula); B je vzdálenost mezi pevnou a paralelně posunutou vrstvou.

Torze

Kdyby byly typy mechanických deformací rozděleny podle složitosti výpočtů, mělo by to na prvním místě. Tento druh změny tvaru těla nastává, když se na něj aplikují dvě síly. V tomto případě dochází k přemístění jakéhokoli bodu těla kolmo k ose působících sil. Když hovoříme o tomto typu deformace, je třeba uvést následující hodnoty, které se mají vypočítat:

1. F - úhel natočení válcové tyče.
2. T - okamžik akce.
3. L je délka tyče.
4. G - moment setrvačnosti.
5. W je smykový modul.

Vzorec vypadá takto:

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

Další hodnota, kterou je třeba vypočítat, je relativní úhel sklonu:

Q = F / L (hodnoty jsou převzaty z předchozího vzorce).

Bend

Jedná se o typ deformace, ke které dochází při změně polohy a tvaru osy paprsku. To je také rozděleno do dvou typů - šikmé a rovné. Přímé ohýbání je typ deformace, ve které působící síla dopadá přímo na osu daného nosníku, v jakémkoli jiném případě mluvíme o šikmém ohýbání.

Komprese v tahu

Různé typy deformace, jejichž fyzika je dobře studována, se zřídka používají k řešení různých problémů. Při studiu ve škole se však jedna z nich často používá k určení úrovně znalostí studentů. Kromě tohoto názvu má tento druh deformace i jiný, který zní takto: stav lineárního napětí.

Protahování (komprese) nastane, když síla působící na objekt prochází středem jeho hmoty. Když mluvíme o vizuálním příkladu, pak roztahování vede ke zvýšení délky tyče (někdy k roztržení) a komprese - ke snížení délky a vzhledu podélných ohybů. Stres způsobený tímto druhem deformace je přímo úměrný síle působící na tělo a nepřímo úměrné průřezu nosníku.

Hookův zákon

Základní zákon zvažovaný při deformaci těla. Podle něj je deformace, která se vyskytuje v těle, přímo úměrná působení síly. Jedinou výhradou je, že je použitelná pouze pro malé hodnoty deformace, protože pro velké hodnoty a překročení limitu proporcionality se tento vztah stává nelineární. V nejjednodušším případě (pro tenkou tahovou tyčinku) má Hookův zákon následující podobu:

F = k * L,

kde F je aplikovaná síla; K - koeficient elasticity; L je změna délky paprsku.

Je-li vše jasné se dvěma hodnotami, koeficient (k) závisí na několika faktorech, jako je materiál produktu a jeho rozměry. Jeho hodnota lze také vypočítat podle následujícího vzorce:

k = (E * C) / L,

kde E je Youngův modul; C je plocha průřezu; L je délka nosníku.

Závěry

Ve skutečnosti existuje mnoho způsobů výpočtu deformace objektu. Různé typy deformací používají různé koeficienty. Typy deformací se liší nejen ve formě výsledku, ale také v sílách působících na objekt a pro výpočty budete potřebovat pozoruhodné úsilí a znalosti v oblasti fyziky. Doufáme, že tento článek vám pomůže porozumět pochopení základních fyzikálních zákonů a dovolí vám také posunout se o něco dále ve studiu tohoto úsek fyziky.