Ocena brak

Odkształcanie ciał stałych

Autor /kokosanka Dodano /30.01.2014

Brak jest dotąd opracowanych teorii ujmujących w sposób kompleksowy duże odkształcenia oraz duże i skończone naprężenia, chociaż często takie odkształcenia i naprężenia spotyka się w praktyce. Reologia zajmuje się nieskończenie małymi odkształceniami spowodowanymi naprężeniami, gdy odległość między jednostkami podstawowej struktury w ciele stałym w czasie próby nie zmienia się w sposób istotny. Ciało stałe może być poddane trzem typom odkształcenia: ściskaniu, ścinaniu i rozciąganiu. Ogólnie ciała, ze względu na ich zachowanie się po ustaniu działania sił odkształcających, można podzielić na c i a ł a sprężyste (elastyczne), mające zdolność powracania do pierwotnego kształtu i objętości i na ciała niesprężyste, które takiej zdolności nie wykazują.

Posługując się wykresami, na których w układzie prostych współrzędnych jest przedstawiona zależność między odkształceniem £ a naprężeniem dalbo między odkształceniem £ i czasem t, rozróżnia się pięć podstawowych typów deformacji ciał stałych, w tym dwa sprężyste i trzy niesprężyste.

Odkształceniem e nazywa się jednostkową zmianę kształtu lub objętości ciała, spowodowaną siłą i odniesioną do początkowego kształtu lub objętości. Odkształcenie jest bezwymiarową wielkością i zależnie od natury zastosowanej siły może być sklasyfikowane jako odkształcenie osiowe (spowodowane ściskaniem lub rozciąganiem), ścinanie (spowodowane siłą tnącą lub odchylającą) oraz odkształcenie objętościowe (wywołane kompresją hydrostatyczną lub izotropową).

Naprężenie jest natężeniem siły wewnętrznej w punkcie ciała, działającej na daną płaszczyznę poprzez ten punkt i wyrażonej jako siła na jednostkę powierzchni.

Występuje ono wtedy, gdy podczas zwiększania odkształcenia, a następnie jego zmniejszania, powstaje pętla histerezy (rys. 4.1h). Pętla ta jest spowodowana stratą energii, która mogła ulec rozproszeniu w postaci ciepła.

Właściwość materiału, polegającą na zachowaniu odkształcenia po ustaniu działania siły odkształcającej, określa się jako plastyczność.

Ciała doskonale plastyczne nie wykazują żadnej zdolności do zmiany odkształcenia po usunięciu obciążenia (rys. 4.Ig). Podobnie jak w przypadku płynów plastycznych, zapoczątkowanie odkształcenia ciała stałego wymaga zwiększenia naprężenia powyżej pewnej minimalnej wartości, będącej miarą tzw. naprężenia plastycznego. Nieznaczne zmniejszenie się naprężenia bezpośrednio po starcie odkształcenia jest spowodowane różnicą między naprężeniem statycznym a naprężeniem dynamicznym. Stosunek siły do odkształcenia wzdłuż odcinka linii prostej określa zwięzłość lub sztywność materiału.

Pracę potrzebną do przerwania lub rozdrobnienia ciała pod wpływem naprężenia wyznacza powierzchnia pola pod krzywą deformacji. Praca ta może być wykorzystana do określenia łykowatości albo żylastości materiału.

W próbach ścinania stosunek naprężenia ścinania do odkształcenia jest nazwany modułem ścinania albo modułem sztywności.

Podobnie w próbach na kompresję objętościową stosunek zmiany naprężenia (ciśnienia) do względnej zmiany objętości (odkształcenia objętościowego) nosi nazwę modułu obj ętościo wego (masowego), a odwrotność tego modułu nazwano ściśliwością.

 

Podobne prace

Do góry