szilárd
5.6. Mechanikai tulajdonságok Szilárd anyagok
Típusai deformatsiy.Deformatsiey úgynevezett változó alakja, mérete a szervezetben. Deformáció lehet hatása által okozott a test ahhoz csatolt külső erők.
Deformáció teljesen eltűnik megszűnése után a test külső erők, az úgynevezett rugalmas alakváltozás, és a folyamatos után a külső erők már nem jár a test - műanyag.
Megkülönböztetni húzó alakváltozás és a tömörítést (egyoldalú és befogadó), hajlítás, csavarás és nyírás.
rugalmas erő. Amikor a merev test deformáció a részecskék (atomok, molekulák, ionok) jelen a kristályrácsban vannak eltolva a saját egyensúlyi helyzete. Ez az elmozdulás antagonizálják a kölcsönhatás erők a részecskék között a szilárd test, megtartva a részecskék egy bizonyos távolságra egymástól. Ezért, ha bármilyen rugalmas deformáció keletkezik a szervezetben, a belső erők, amelyek megakadályozzák annak deformációját.
Ábra. 5.11.Deformatsiya stretching (a) és a tömörítést (b)
Fellépő erők a szervezetben, amikor ez rugalmas deformáció ellen és a eltolási irányára részecskék a szervezetben, által okozott deformáció nevezik elasztikus erők. rugalmas erők hatnak bármely részén a deformált test és szintén az érintkezési pont a deformációt okozó testet. Abban az esetben, egyoldalú nyújtás vagy kompressziós rugalmas erő irányul egyenes mentén, amely mentén egy külső erő hat, amely deformálja a test, szemben az erő irányára, és merőleges a testfelület.
Tekintsük a legegyszerűbb deformációját hosszanti húzó vagy nyomó-oldalú. Képzeljünk el egy homogén rúd hosszúságú L., olyan keresztmetszeti területe S. végei, amelyek alkalmazott erő F., amellyel a rúd hossza megváltozik összeggel # 916; L. Ahhoz, hogy jellemezzük a húzófeszültség lényegében nem abszolút értéke a rúd meghosszabbítását # 916; L. és nyúlás.
A szakítószilárdság pozitívnak tekinthető; Ebben az esetben a (ábra. 5.11a) # 916; L is pozitív, mert a szakítószilárdság rúd hossza megnő. A nyomószilárdság negatívnak minősül; Ebben az esetben a (ábra. 5.11b) # 916; L jelentése negatív; ez azt jelenti, hogy ha a rúd van kitéve egyoldalú kompressziós L hossza csökken.
Kísérletek azt mutatják, hogy a relatív alakváltozás nagyobb a hosszabb hatóerőt és minél kisebb a keresztmetszete a rúd. Ez az eredmény is képviselteti magát, mint egy matematikai összefüggés
Thomas Young (1773-1829)
Angol fizikus, orvos által képzést. Kivéve orvostudomány által termelt különböző tudományos problémák. Ő hozta létre az elmélet interferencia hullámmozgás, amely alapján a francia fizikus Fresnel alapján a hullám elmélet a fény. Azt javasolta az ötlet transzverzalitás fényhullámok. Elmondta, a szállás a jégeső. Kidolgozott egy elméletet a színlátás. Bemutattam a rugalmassági modulus, róla nevezték el. Én részt az akusztika, a csillagászat, megfejteni az egyiptomi hieroglifákat.
Robert Hooke (1635-1703)
Angol fizikus, botanikus és építész. Ő fogalmazta meg az alapvető jog az elmélet szilárdságtani. Együtt Huygens és Grimaldi védte a hullám elmélet a fény. Javított és kitalált sok eszköz. Először rámutatott a szerkezet a növényi sejt. A „sejt” bevisszük a tudomány.
Az érték az úgynevezett mechanikai feszültség és a stressz. Tekintettel erre, a kifejezést (5.1) formáját ölti
ahol az együttható # 945;, amelynek a neve rugalmas együttható függ csak az anyag, amelyből a rúd készült.
Együtt a rugalmassági tényező # 945; anyagra általában jellemzi a reciproka:
Így a potenciális energia a rugalmasan deformált rúd négyzetével arányos az abszolút nyúlása a minta.
Diagramja nyújtás. Húzó diagramját nevezzük grafikonja # 963; -tól # 949;. Használata képletű (5,5), a kísérleti értékek a nyúlás # 949; tudjuk számítani a megfelelő normális igénybevételi értékek # 963;, megjelenő rugalmasan deformált test. Példa feszültség diagramja a fém minta ábrán látható. 5.12. 0-1 telken gráfnak formájában átmenő egyenes a származási. Ez azt jelenti, hogy egy bizonyos feszültség értékét és a rugalmas alakváltozást végezzük Hooke-törvény, amely szerint egy normális feszültség arányos nyúlás. A maximális érték a normál feszültség # 963; n. ahol még a törvény a Hooke, az úgynevezett limit arányosság.
A további terhelés növekedésével feszültségfüggése nyúlás válik nemlineáris (szakasz 1-2), bár a rugalmas tulajdonságai a test marad. maximális # 963; y normál feszültség, amelynél még nincs maradék törzs, az úgynevezett rugalmassági határ. (Szakító elasztikus csak századmásodperc százalékkal magasabb, mint az arányos határérték). Fokozott terhelés fölött rugalmassági határa (szakasz 2-3) vezet az a tény, hogy a maradó alakváltozás válik.
Ezután a mintát kezd, hogy meghosszabbítsák gyakorlatilag állandó feszültség (3-4 plot a grafikon). Ezt a jelenséget nevezzük az anyag áramlása. normál feszültség # 963; T. ahol a maradó alakváltozás elér egy előre meghatározott értéket, az úgynevezett a folyáshatár.
A feszültségek meghaladó folyáshatár, a rugalmas tulajdonságait a test vissza egy bizonyos mértékig, és újra kezd ellenállni deformációt (rész 4-5 táblázatot).
A maximális érték a normál feszültség # 963; stb amely felett a szakadás történik a minta, ez az úgynevezett szakítószilárdsága.
Tegyük fel magunknak, hogy mi van a fizikai jelentését Young modulusa? Írunk Hooke-törvény formájában:
Ha nyúlás # 916; L egyenlő lesz az eredeti minta hossza L. majd.
Ez azt jelenti, hogy a Young modulus azonos a feszültség, amely okoz nyúlása a minta kétszer. Természetesen olyan anyagok, amelyek kétszer lehet meghosszabbítani, kivéve a gumit és egyes polimerek nem rendelkeznek. Azonban, mint a jellemző a rugalmas tulajdonságait az anyag Young-modulus kiváló.
Acél Young modulus megközelítőleg egyenlő 2,1 × 10 11 N / m 2. Miért körülbelül? Mivel acélok nagyon. Ennek megfelelően a Young modulus a tavasz lett modulok válnak Jung, szögeket.
Ólom - egy puha fémből, hanem hogy rendelkezik rugalmasságát, és annak rugalmassági modulusa 15-szer kisebb, mint a Young-modulus az acél. Minden más fémek Young modulusa nagyobb, mint az ólom, de kevesebb, mint az acél. Egy másik fontos jellemzője az anyag alkotja a szakítószilárdság. Szakítószilárdság különböző anyagok is nagyon különböző. Mi lett a legnagyobb szakítószilárdsága. Ezért az acél - a fő szerkezeti anyag. A tervezés minden konstrukciók tekinthető szakítószilárdsága és az esetleges feszültséget kell többször (általában 10-szer) kisebb, mint a szakítószilárdsága. Van egy külön rész az alkalmazott tudomány - szilárdságtani. Azt vizsgálták minden műszaki főiskolák szakemberek képzése, a tervezés és a gépek működését és mechanizmusok.
Érdekes megjegyezni, hogy az acélsodrony, lógott az egyik végén, feszített a saját súlya. És ha egy ilyen vezeték hosszúságú lesz L = 4,2 km, akkor nem lenne megtörni a saját súlya alatt. Huzal vezető megtöri a saját súlya alatt egy hossza mindössze 120 méter.
Minden gép és mechanikus szerkezetek - tornyok, hidak íves szerkezet - úgy számítják ki, hogy a feszültség minden építkezésen nem haladta meg a rugalmassági határ. Jelenleg acél híd, a fesztávú (távolság tartók közötti) nagyobb, mint 1000 méter.