Διαφορά μεταξύ ελαστικής και πλαστικής παραμόρφωσης

Κύρια διαφορά – Ελαστική έναντι πλαστικής παραμόρφωσης

Η παραμόρφωση είναι η ενέργεια ή η διαδικασία παραμόρφωσης ή παραμόρφωσης. Όταν ασκείται δύναμη σε ένα αντικείμενο, το αντικείμενο είτε θα συμπιεστεί είτε θα τεντωθεί ως απόκριση στη δύναμη. Στη μηχανική, η δύναμη που εφαρμόζεται σε μια μονάδα επιφάνειας ονομάζεται τάση. Η έκταση του τεντώματος ή της συμπίεσης (ως απάντηση στο στρες) ονομάζεται καταπόνηση. Κάθε υλικό ανταποκρίνεται διαφορετικά στο στρες. Η απόκριση εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο χημικού δεσμού της ουσίας. Οι παραμορφώσεις μπορεί να είναι ελαστικές ή πλαστικές με βάση το τι συμβαίνει μετά την απελευθέρωση της τάσης. Ελαστική παραμόρφωση είναι η παραμόρφωση που εξαφανίζεται με την απομάκρυνση των εξωτερικών δυνάμεων που προκαλούν την αλλοίωση και την τάση που σχετίζεται με αυτήν. Η πλαστική παραμόρφωση είναι μια μόνιμη παραμόρφωση ή αλλαγή στο σχήμα ενός στερεού σώματος χωρίς θραύση υπό τη δράση μιας παρατεταμένης δύναμης. Η κύρια διαφορά μεταξύ της ελαστικής παραμόρφωσης και της πλαστικής παραμόρφωσης είναι ότι η ελαστική παραμόρφωση είναι αναστρέψιμη ενώ η πλαστική παραμόρφωση είναι μη αναστρέψιμη.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η Ελαστική Παραμόρφωση
     – Ορισμός, επίδραση στη χημική σύνδεση, καμπύλη τάσης-παραμόρφωσης
2. Τι είναι η Πλαστική Παραμόρφωση
     – Ορισμός, επίδραση στους χημικούς δεσμούς, παραδείγματα ουσιών
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ελαστικής και πλαστικής παραμόρφωσης
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:παραμόρφωση, ελαστική παραμόρφωση, ελαστικότητα, δύναμη, πλαστική παραμόρφωση, πλαστικότητα, καταπόνηση, τάση

Τι είναι η Elastic Deformation

Ελαστική παραμόρφωση είναι η παραμόρφωση που εξαφανίζεται με την απομάκρυνση των εξωτερικών δυνάμεων, προκαλώντας την αλλοίωση και την τάση που σχετίζεται με αυτήν. Η ελαστική παραμόρφωση είναι επομένως αναστρέψιμη και μη μόνιμη. Η ελαστική παραμόρφωση εξηγείται καλύτερα από τη χημική έννοια «ελαστικότητα». Η ελαστικότητα είναι η ικανότητα μιας ουσίας να επαναλαμβάνει την κανονική κατάσταση μετά την παραμόρφωση.

Η ελαστική παραμόρφωση εξαρτάται κυρίως από τον χημικό δεσμό της ουσίας. Εάν οι χημικοί δεσμοί είναι σε θέση να αντέξουν μια υψηλή τάση παραμορφώνοντας χωρίς σπάσιμο, αυτή η ουσία μπορεί να υποστεί ελαστική παραμόρφωση.

Για να ικανοποιηθεί αυτή η ανάγκη, οι χημικοί δεσμοί θα πρέπει να τεντώνονται ή να κάμπτονται όταν ασκείται πίεση στην ουσία. Το τέντωμα και η κάμψη των χημικών δεσμών πρέπει να είναι προσωρινό. Ωστόσο, τα άτομα δεν γλιστρούν το ένα πάνω στο άλλο ενώ τεντώνονται ή κάμπτονται. Αλλά με τον καιρό, η ελαστική ιδιότητα των ουσιών υποβαθμίζεται και μερικές φορές η ουσία γίνεται εύθραυστη χάνοντας την ολκιμότητα.

Τα καλύτερα παραδείγματα ελαστικής παραμόρφωσης προέρχονται από ελαστομερή όπως το βουλκανισμένο καουτσούκ. Το βουλκανισμένο καουτσούκ έχει δομή πολυμερούς με σταυροειδείς δεσμούς. Υπάρχουν θειούχες γέφυρες μεταξύ πολυμερών αλυσίδων. Αυτοί οι σταυροδεσμοί θείου ενισχύουν την ελαστικότητα του καουτσούκ βοηθώντας το να αντέχει στην καταπόνηση.

Εικόνα 1:Μια καμπύλη καταπόνησης τάσης για ένα όλκιμο υλικό

Η παραπάνω εικόνα δείχνει την καμπύλη τάσης-παραμόρφωσης για ένα όλκιμο υλικό. Π.χ.:μέταλλο χαλκού. Η ελαστική περιοχή δείχνει την έκταση στην οποία λαμβάνει χώρα η ελαστική παραμόρφωση. Μετά το όριο ελαστικότητας, το υλικό θα υποστεί πλαστική παραμόρφωση που είναι μια μόνιμη παραμόρφωση.

Τι είναι η Plastic Deformation

Πλαστική παραμόρφωση είναι η μόνιμη παραμόρφωση ή αλλαγή του σχήματος ενός στερεού σώματος χωρίς θραύση υπό την επίδραση μιας παρατεταμένης δύναμης. Αυτό συμβαίνει όταν ασκείται μεγάλη πίεση σε μια ουσία. Η πλαστική παραμόρφωση είναι μη αναστρέψιμη και είναι μόνιμη. Η πλαστική παραμόρφωση εξηγείται καλύτερα από τη χημική έννοια «πλαστικότητα». Η πλαστικότητα είναι η ποιότητα του να μορφοποιείται εύκολα ή να μορφοποιείται μόνιμα.

Η πλαστική παραμόρφωση συμβαίνει λόγω της θραύσης ενός περιορισμένου αριθμού χημικών δεσμών μεταξύ των ατόμων που αποτελούν την ουσία. Κατά τη διάρκεια της πλαστικής παραμόρφωσης, τα άτομα μπορεί να γλιστρήσουν περνώντας το ένα πάνω στο άλλο. Αυτό προκαλεί εξαρθρώσεις των ατόμων. Έτσι, το υλικό παραμένει ακίνητο μετά την αφαίρεση της ασκούμενης τάσης.

Για όλκιμες ουσίες, το όριο ελαστικότητας είναι το αρχικό σημείο πλαστικής παραμόρφωσης. Το ελαστικό όριο είναι η μέγιστη έκταση στην οποία ένα στερεό μπορεί να τεντωθεί χωρίς μόνιμη αλλαγή μεγέθους ή σχήματος. Εάν η τάση εφαρμοστεί πέρα ​​από το όριο ελαστικότητας, τότε η ουσία θα υποστεί πλαστική παραμόρφωση.

Εικόνα 2:Το ελαστικό όριο που εμφανίζεται σε μια καμπύλη τάσης-καταπόνησης

Τα υλικά στα οποία μπορεί να παρατηρηθεί πλαστική παραμόρφωση περιλαμβάνουν μέταλλα, πλαστικά, πετρώματα κ.λπ. Σε όλκιμα υλικά όπως μέταλλα (π.χ. χαλκός) η πλαστική παραμόρφωση λαμβάνει χώρα όταν η παραμόρφωση υπερβαίνει το όριο ελαστικότητας. Αλλά σε εύθραυστες ουσίες όπως τα πετρώματα, δεν μπορεί να παρατηρηθεί ελαστική παραμόρφωση πριν από την έναρξη της πλαστικής παραμόρφωσης. Η πλαστική παραμόρφωση είναι σημαντική για την κατασκευή νέων αντικειμένων χρησιμοποιώντας επεξεργασίες θερμότητας ή πίεσης και χύτευση.

Διαφορά μεταξύ ελαστικής και πλαστικής παραμόρφωσης

Ορισμός

Ελαστική παραμόρφωση : Ελαστική παραμόρφωση είναι η παραμόρφωση που εξαφανίζεται με την απομάκρυνση των εξωτερικών δυνάμεων, προκαλώντας την αλλοίωση και την τάση που σχετίζεται με αυτήν.

Πλαστική παραμόρφωση : Η πλαστική παραμόρφωση είναι η μόνιμη παραμόρφωση ή αλλαγή στο σχήμα ενός στερεού σώματος χωρίς θραύση υπό την επίδραση παρατεταμένης δύναμης.

Αναστρεψιμότητα

Ελαστική παραμόρφωση : Η ελαστική παραμόρφωση είναι αναστρέψιμη.

Πλαστική παραμόρφωση : Η πλαστική παραμόρφωση είναι μη αναστρέψιμη.

Κατάσταση μετά την παραμόρφωση

Ελαστική παραμόρφωση : Η ελαστική παραμόρφωση είναι μη μόνιμη. Η ουσία μπορεί να επιστρέψει στην αρχική κατάσταση.

Πλαστική παραμόρφωση : Η πλαστική παραμόρφωση είναι μόνιμη. Η ουσία παραμένει αμετάβλητη μετά την αφαίρεση του στρες.

Χημικοί δεσμοί

Ελαστική παραμόρφωση : Η ελαστική παραμόρφωση προκαλεί τέντωμα και κάμψη των χημικών δεσμών της ουσίας.

Πλαστική παραμόρφωση : Η πλαστική παραμόρφωση προκαλεί τη θραύση ορισμένων από τους χημικούς δεσμούς της ουσίας.

Ατομική συμπεριφορά

Ελαστική παραμόρφωση : Τα άτομα δεν ολισθαίνουν περνούν το ένα πάνω στο άλλο κατά την ελαστική παραμόρφωση.

Πλαστική παραμόρφωση : Τα άτομα περνούν το ένα πάνω στο άλλο κατά την πλαστική παραμόρφωση.

Συμπέρασμα

Η παραμόρφωση μιας ουσίας μπορεί να συμβεί λόγω της εφαρμογής μιας τάσης. Αυτή η παραμόρφωση μπορεί να είναι ελαστική ή πλαστική ανάλογα με τον τύπο της ουσίας και την έκταση της τάσης που εφαρμόζεται. Η κύρια διαφορά μεταξύ της ελαστικής παραμόρφωσης και της πλαστικής παραμόρφωσης είναι ότι η ελαστική παραμόρφωση είναι αναστρέψιμη ενώ η πλαστική παραμόρφωση είναι μη αναστρέψιμη.

Αναφορά:

1. «Τι είναι η Ελαστική Παραμόρφωση; – Ορισμός από την Corrosionpedia. Corrosionpedia, Διαθέσιμο εδώ.
2. «Τι είναι η Πλαστική Παραμόρφωση; – Ορισμός από την Corrosionpedia. Corrosionpedia, Διαθέσιμο εδώ.
3. Elastic/Plastic Deformation. Εκπαιδευτικοί πόροι, Διαθέσιμοι εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Stress-strain1" By Moondoggy – (CC BY-SA 3.0) Διαθέσιμο εδώ.