Στερεά παραμόρφωση

Η γεωμετρική περιγραφή του τμήματος του χώρου που γεμίζει ένα αντικείμενο, όπως ορίζεται από τα εξωτερικά του όρια, ονομάζεται σχήμα του. Ως παραμόρφωση ορίζεται η αλλαγή στο σχήμα που προκαλείται από την εφαρμογή δύναμης. Είναι γνωστό ότι η παραμόρφωση συμβαίνει ακόμη και όταν εφαρμόζονται ελάχιστες δυνάμεις.

Διαδικασία παραμόρφωσης

Παραμόρφωση είναι η αλλαγή ενός σώματος από διάταξη αναφοράς σε τρέχουσα διαμόρφωση στη μηχανική συνεχούς. Μια διαμόρφωση είναι ένα σύνολο από όλες τις θέσεις των σωματιδίων του σώματος.

Η παραμόρφωση σχετίζεται με παραμόρφωση που βασίζεται στη σχετική μετατόπιση σωματιδίων στο σώμα, εξαιρουμένων των κινήσεων του άκαμπτου σώματος. Ανάλογα με το εάν το πεδίο τάνυσης περιγράφεται με αναφορά στην αρχική ή τελική διαμόρφωση του σώματος ή εάν εξετάζεται ο μετρικός τανυστής ή το διπλό του, μπορούν να γίνουν πολλές ισοδύναμες εναλλακτικές λύσεις για τη διαμόρφωση του πεδίου παραμόρφωσης.

Ένα πεδίο παραμόρφωσης εμφανίζεται σε ένα συνεχές σώμα ως αποτέλεσμα ενός πεδίου τάσης που προκαλείται από ασκούμενες δυνάμεις ή διακυμάνσεις στο πεδίο θερμοκρασίας του σώματος. Συστατικές εξισώσεις, όπως ο νόμος του Hooke για γραμμικά ελαστικά υλικά, απεικονίζουν τη σχέση μεταξύ τάσης και παραμόρφωσης. Ως ελαστική παραμόρφωση ορίζεται η παραμόρφωση που εξαφανίζεται μετά την εξάλειψη του πεδίου τάσης. Το συνεχές επαναλαμβάνει πλήρως την αρχική του διαμόρφωση σε αυτήν την κατάσταση. Οι μη αναστρέψιμες παραμορφώσεις, από την άλλη πλευρά, επιμένουν. Ακόμη και όταν έχουν αφαιρεθεί όλες οι εντάσεις, εξακολουθούν να υπάρχουν. Η πλαστική παραμόρφωση είναι ένα είδος μη αναστρέψιμης παραμόρφωσης που συμβαίνει σε υλικά σώματα αφού οι τάσεις φτάσουν σε μια συγκεκριμένη τιμή κατωφλίου που αναφέρεται ως ελαστικό όριο ή τάση διαρροής και προκαλείται από μηχανισμούς ολίσθησης ή εξάρθρωσης σε ατομικό επίπεδο. Η ιξώδης παραμόρφωση, και αυτό είναι το μη αναστρέψιμο μέρος της ιξωδοελαστικής παραμόρφωσης, είναι ένας άλλος τύπος μη αναστρέψιμης παραμόρφωσης. Ο τανυστής συμμόρφωσης του υλικού είναι η συνάρτηση απόκρισης που σχετίζεται με την καταπόνηση με την τάση παραμόρφωσης σε ελαστικές παραμορφώσεις.

Το άγχος και οι τύποι του

Η τάση αναφέρεται στη δύναμη που δρα στην ανά μονάδα επιφάνειας του υλικού. Η αντοχή περιγράφεται ως η δύναμη που ενεργεί σε μια μονάδα επιφάνειας ενός υλικού στη φυσική. Ως αποτέλεσμα του στρες, το σώμα μπορεί να διαταραχθεί. Οι μονάδες καταπόνησης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προσδιοριστεί πόση δύναμη έχει ασκηθεί σε ένα υλικό.

Να θυμάστε ότι το στρες είναι αποτέλεσμα καταπόνησης, επομένως το άγχος είναι ένας λόγος καταπόνησης και όταν ένα σώμα δεν βλέπει παραμόρφωση ως αποτέλεσμα της καταπόνησης, δεν θα προκαλέσει στρες.

Τύποι άγχους

Τάσεις εφελκυσμού

Η δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας εκφράζεται ως τάση εφελκυσμού. Λόγω της δύναμης, κάθε φορά που ασκείται πίεση, το μήκος του σώματος αυξάνεται. Εάν μια ράβδος τεντωθεί σύμφωνα με τον τρίτο κανόνα κίνησης του Νεύτωνα, μετράται η τάση εφελκυσμού. Σχετίζεται με την ποσότητα των διατάσεων. Το σύμβολο χρησιμοποιείται συνήθως για να το αναπαραστήσει.

Σπίεση συμπίεσης

Κάθε φορά που ασκείται εφαπτομενική δύναμη σε ένα σώμα, αλλάζει σχήμα και όγκο. Εάν εφαρμοστεί τάση συμπίεσης στο σώμα, το μήκος του σώματος μειώνεται. Το αντίστροφο της τάσης συμπίεσης είναι η τάση εφελκυσμού. Έχετε νιώσει πίεση στο σώμα σας, εάν έχετε πιέσει ποτέ ένα παιχνίδι που τσιρίζει για το κατοικίδιό σας.

 Stress Shearing

Όποτε η ασκούμενη δύναμη είναι παράλληλη με την περιοχή διατομής του σώματος, η δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας αποκαθίσταται. Ανάμεσα σε αντίθετα πρόσωπα σώματος, προκύπτει σχετική μετατόπιση.

Elastic/Young’s Modulus

Η αναλογία τάσης προς παραμόρφωση αναφέρεται ως μέτρο ελαστικότητας. Ο συντελεστής ελαστικότητας κάθε υλικού είναι διαφορετικός. Σημαίνει ότι οι τιμές του μέτρου ελαστικότητας του χρυσού και του καουτσούκ δεν είναι ίδιες.

K=StressStrain

Εδώ,

k=Μέτρο ελαστικότητας 

Δυνατότητες παραμόρφωσης σε στερεά 

Η γεωμετρική απεικόνιση του τμήματος του χώρου που γεμίζει ένα αντικείμενο, όπως περιγράφεται από τα εξωτερικά του όρια, ονομάζεται σχήμα του. Ως παραμόρφωση ορίζεται η αλλαγή στο σχήμα που προκαλείται από την εφαρμογή δύναμης. Είναι γνωστό ότι η παραμόρφωση συμβαίνει ακόμη και όταν εφαρμόζονται ελάχιστες δυνάμεις.

Τύποι παραμόρφωσης στερεών

Οι αλλαγές στο σχήμα (παραμόρφωση) και στον όγκο (αλλαγή όγκου) είναι δύο πτυχές της παραμόρφωσης του στερεού υλικού (διαστολή). Στα στερεά υλικά, η διαστολή θεωρείται αμελητέα. Κατά συνέπεια, η παραμόρφωση χρησιμοποιείται εναλλακτικά με τη διασπορά.

Η παραμόρφωση μπορεί να είναι είτε μόνιμη είτε παροδική.

Η μόνιμη παραμόρφωση είναι μη αναστρέψιμη. παραμένει ακόμη και μετά την αφαίρεση των εφαρμοζόμενων δυνάμεων, αλλά η παροδική παραμόρφωση είναι ανακτήσιμη αφού μειώνεται μετά την αφαίρεση των ασκούμενων δυνάμεων.

Η ελαστική παραμόρφωση αναφέρεται σε προσωρινή παραμόρφωση, ενώ η πλαστική παραμόρφωση αναφέρεται σε μόνιμη παραμόρφωση.

Η ελαστική παραμόρφωση είναι η εξαρτώμενη από το χρόνο ανακτήσιμη παραμόρφωση κατά τη διάρκεια του φορτίου, ενώ η ελαστική μετα-επίδραση είναι η χαρακτηριστική αποκατάσταση της παροδικής παραμόρφωσης ως συνάρτηση του χρόνου μετά την αφαίρεση του φορτίου.

Ο ερπυσμός είναι η λέξη που δηλώνει προοδευτική, μόνιμη παραμόρφωση υπό σταθερό φορτίο. Τόσο οι αναστρέψιμες όσο και οι μόνιμες παραμορφώσεις υπάρχουν σε ιξωδοελαστικά υλικά και και οι δύο εξαρτώνται από το χρόνο.

παραμόρφωση στερεού κύβου

Συμπέρασμα

Στη μηχανική του συνεχούς, η παραμόρφωση είναι ο μετασχηματισμός ενός σώματος από τη διαμόρφωση αναφοράς του στην τρέχουσα διαμόρφωση. Μια διαμόρφωση είναι μια συλλογή όλων των θέσεων σωματιδίων σε ένα σώμα. Η μόνιμη παραμόρφωση είναι μη αναστρέψιμη. παραμένει ακόμη και μετά την εξάλειψη των εφαρμοζόμενων δυνάμεων, ενώ η παροδική παραμόρφωση είναι ανακτήσιμη αφού μειώνεται αφού αφαιρεθούν οι ασκούμενες δυνάμεις.

Η προσωρινή παραμόρφωση αναφέρεται ως ελαστική παραμόρφωση, ενώ η μόνιμη παραμόρφωση αναφέρεται ως πλαστική παραμόρφωση.