Қатты дене деформациясы

Жоспар
Кіріспе

1. Қатты денелер деформацияларының түрлерi.
2. Механикалық кернеу.
3. Гук заңы.
4. Юнг модулi.

Қатты денелердің құрылысы кристалдық тор түрінде болады да, оны құрайтын бөлшектер белгілі ретпен орналасады. Әрбір бөлшекке оған жақын орналасқан екіншісі әсері, сөйтіп осы бөлшектердің қорытқы күші нольге тең болғанда, дене тепе-теңдік күйде болады. Сыртқы күштің әсерінен бөлшектер алғашқы қалпынан ығысады да, дене өзінің формасы мен мөлшерін өзгертеді, яғни деформацияланады.
Сыртқы күштің әсері тоқталғаннан кейін дененің мөлшері мен формасы бастапқы қалпына оралса, оны серпімді деформация деп атайды.
Сыртқы күштің әсері тоқталғаннан кейін дененің деформациясы сақталса, оны пластикалық немесе қалдық деформация деп атайды.
Сыртқы күштің шамасы аз болғанмен ұзақ уақыт бойы әсер етсе, онда серпімді деформация қалдық деформацияға ауысады. Ақиқат денелерге пластикалық деформация тән, өйткені сыртқы күштің әсері тоқтағаннан кейін де дене бастапқы қалпына келе алмайды. Бірақ қалдық (пластикалық) деформация аз болса, оны ескермей денені серпімді деформацияланған деп қарастырады.
Серпімділік дәрежесі деформациялаушы күштің әсерін тоқтатуға қажет жұмыс пен сол денені деформациялайтын жұмыстың қатынасына тең.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Қатты дененің деформациясы

Қатты денелердің құрылысы кристалдық тор түрінде болады да, оны құрайтын бөлшектер белгілі ретпен орналасады. Әрбір бөлшекке оған жақын орналасқан екіншісі әсері, сөйтіп осы бөлшектердің қорытқы күші нольге тең болғанда, дене тепе-теңдік күйде болады. Сыртқы күштің әсерінен бөлшектер алғашқы қалпынан ығысады да, дене өзінің формасы мен мөлшерін өзгертеді, яғни деформацияланады.
Сыртқы күштің әсері тоқталғаннан кейін дененің мөлшері мен формасы бастапқы қалпына оралса, оны серпімді деформация деп атайды.
Сыртқы күштің әсері тоқталғаннан кейін дененің деформациясы сақталса, оны пластикалық немесе қалдық деформация деп атайды.
Сыртқы күштің шамасы аз болғанмен ұзақ уақыт бойы әсер етсе, онда серпімді деформация қалдық деформацияға ауысады. Ақиқат денелерге пластикалық деформация тән, өйткені сыртқы күштің әсері тоқтағаннан кейін де дене бастапқы қалпына келе алмайды. Бірақ қалдық (пластикалық) деформация аз болса, оны ескермей денені серпімді деформацияланған деп қарастырады.
Серпімділік дәрежесі деформациялаушы күштің әсерін тоқтатуға қажет жұмыс пен сол денені деформациялайтын жұмыстың қатынасына тең.

4.11 - сурет

Серпімді деформацияланған денені ойша екіге бөлейік. Осы бөліктерге әсер етуші барлық сыртқы күштердің қорытқы күші, бөліктердің бір-біріне әсер ететін серпімді күшімен теңгеріледі. 4.11 - суретте біртекті жіңішке сымның ұзындығы да, оның қима ауданы. және оның ұштарына қарама-қарсы бағытта әсер ететін күштер, күштер әсерінен өзгерген сымның ұзындығы. Созылу деформациясы үшін оң мәнді, сығылу үшін теріс мәнді.

Сымның бірлік ауданына келетін серпімді күштің сан мәніне тең шаманы механикалық кернеу деп атайды

(4.20)

күш ауданға перпендикуляр бағытта әсер етсе кернеуді нормаль (перпендикуляр), жанама бағытта әсер етсе тангенциал (жанама) деп атайды.
Дененің формасы не сызықтық мөлшерінің өзгеруін салыстырмалы деформацияны анықтайды. Сымның ұзындығының салыстырмалы өзгеруі (бойлық деформация) деп абсолют деформацияның сымның бастапқы ұзыдығына қатынасын айтады:

(4.21)

Сымның енінің салыстырмалы ұзаруы (сығылу деформациясы)

(4.22)
мұнда - бастапқы ені, - енінің өзгеруі.
Ағылшын физигі Р.Гук (1635 - 1703 жж.) заңы бойынша серпімді деформацияланған дененің кернеуі оның салыстырмалы деформациясына тура пропорционал болады. Оны тәжірибе жүзінде дәлелдеп, математикалық түрде:

(4.23)

- серпімділік модулінің шамасы дененің затына тәуелді. Деформацияның түріне қарай оның аты да, шамасы да өзгереді.
Серпімділік модуліне кері шаманы серпімділік коэффициенті деп атайды

.
(4.24)

Гук заңы мөлшерлі салыстырмалы деформацияланған денелер үшін орындалады.
Кернеу мен деформацияның бір-біріне пропорционалдығы бұзылатын кернеу мәнін пропорционалдық шегі деп атайды. (4.12 - сурет. А нүктесі).
Біз деформацияның қарапайым түрі - созылу немесе сығылуды қарастырайық.
Бойлық созылу кезінде сымның серпімді күші оны созушы күшке тең болса, онда дене деформацияланбайды. Бұл кезде серпімділік модулін Юнг модулі деп атайды.
(4.20),(4.21),(4.22) формулаларды ескеріп төмендегіше жазамыз:
немесе
(4.25)

(4.26) өрнегі Гук заңының басқаша түрін сипаттайды да, серпімді деформацияланған сымның ұзаруы оған әсер ететі күшке тура пропорционал деп оқылады.
Соңғы формуладан болғанда, яғни Юнг модулі механикалық кернеуге тең.
Сығылу кезінде де ұзындыөтың қысқарып деформациялануы (4.26) формуламен өрнектеледі.
Дененің созылуы (немесе сығылуы) кезінде оның ені қысқарады (ұзарады). Енінің салыстырмалы қысқаруының, бойлық ұзаруға қатынасын Пуассон коэффициенті деп атайды:

(4.26)

Қатты дененің деформациясы механикалық кернеудің белгілі мәніне дейін Гук заңына бағынады. Созылған темір сымның деформациясы мен кернеуінің арасындағы байланысты диаграмма арқылы көрсетейік:

4.12 - сурет
Деформация шамасы аз мөлшерде болғанда - ның мәні - ге тура пропорционал. Гук заңы орындалатын сызықтық байланысқа сәйкес кернеудің мәнін пропорционалдық шегі деп атайды. Суретте ол нүктесіне сәйкес. Кернеуді арттырсақ деформация әлі де серпімді, бірақ тәуелділігі сызықтық байланыста болмайды ( қисығы).
Олай болса қалдық деформация байқалмайтын кернеудің мәнін серпімділік ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.