Глава 11 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Деформация. Способы деформирования
Механическое воздействие на тело изменяет взаимное расположение его частиц. Деформация— изменение взаимного расположения точек тела, приводящее к изменению его формы и размеров.
При действии на тело внешней деформирующей силы расстояние между частицами меняется. Это приводит к возникновению внутренних сил, стремящихся вернуть атомы (ионы) в первоначальное положение. Мерой этих сил является механическое напряжение. Непосредственно напряжение не измеряется. В ряде случаев его можно вычислить через внешние силы, действующие на тело.
В зависимости от условий внешнего воздействия различают несколько способов деформирования, которые рассматриваются ниже.
Растяжение (сжатие)
К стержню (бруску) длиной l и площадью поперечного сечения S прикладывается сила F, направленная перпендикулярно сечению (рис. 11.1). В результате этого в теле возникает механическое напряжение о, которое в данном случае характеризуется отношением силы к площади поперечного сечения стержня (малое изменение площади поперечного сечения не учитывается):
В СИ механическое напряжение измеряется в паскалях (Па).
Рис. 11.1. Деформации растяжения и сжатия
Под действием приложенной силы длина стержня изменяется на некоторую величину ∆l, которая называется абсолютной деформацией. Величина абсолютной деформации зависит от первоначальной длины стержня, поэтому степень деформации выражают через отношение абсолютной деформации к первоначальной длине. Это отношение называется относительной деформацией (ε):
|
|
|
Относительная деформация — величина безразмерная. Иногда
ее выражают в процентах: 
При небольшой величине относительной деформации связь между деформацией и механическим напряжением выражается законом Гука:
где Е — модуль Юнга, Па (модуль продольной упругости).
При упругой деформации напряжение прямо пропорционально величине деформации.
Модуль Юнга численно равен напряжению, увеличивающему длину образца в два раза (практически разрушение образцов наступает при значительно меньших напряжениях). В табл. 11.1 представлены значения модулей упругости некоторых материалов.
В большинстве случаев при растяжении или сжатии степень деформации в различных сечениях стержня различна. Это можно увидеть, если на поверхность тела нанести квадратную сетку. После деформирования сетка исказится. По характеру и величине этого искажения можно судить о распределении напряжения вдоль образца (рис. 11.2).
Таблица 11.1
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 211; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!