Deformasi(eng. deformasi) adalah perubahan bentuk dan ukuran benda (atau bagian dari benda) di bawah aksi kekuatan eksternal, dengan perubahan suhu, kelembaban, transformasi fase dan pengaruh lain yang menyebabkan perubahan posisi partikel tubuh. Dengan meningkatnya stres, deformasi dapat mengakibatkan kehancuran. Kemampuan material untuk menahan deformasi dan kehancuran di bawah pengaruh berbagai jenis beban dicirikan oleh sifat mekanik material ini.
Pada penampilan ini atau itu jenis deformasi sifat tekanan yang diterapkan pada tubuh memiliki pengaruh yang besar. Sendiri proses deformasi dikaitkan dengan aksi dominan dari komponen tangensial stres, yang lain - dengan aksi komponen normalnya.
Jenis deformasi
Berdasarkan sifat beban yang diterapkan pada tubuh jenis deformasi dibagi lagi sebagai berikut:
- deformasi tarik;
- deformasi kompresi;
- Deformasi geser (atau geser);
- deformasi torsional;
- Deformasi lentur.
KE jenis deformasi yang paling sederhana meliputi: regangan tarik, regangan tekan, regangan geser. Jenis deformasi berikut juga dibedakan: deformasi kompresi komprehensif, torsi, tekuk, yang merupakan berbagai kombinasi dari jenis deformasi paling sederhana (geser, kompresi, tegangan), karena gaya yang diterapkan pada tubuh yang mengalami deformasi biasanya tidak tegak lurus terhadap permukaannya, tetapi diarahkan pada sudut , yang menyebabkan tegangan normal dan geser. Dengan mempelajari jenis-jenis deformasi terlibat dalam ilmu-ilmu seperti fisika keadaan padat, ilmu material, kristalografi.
ICM (www.situs)
Dalam padatan, khususnya - logam, mereka memancarkan dua jenis utama deformasi- deformasi elastis dan plastis, yang sifat fisiknya berbeda.
Deformasi logam. Deformasi elastis dan plastis
Pengaruh deformasi elastis (reversibel) pada bentuk, struktur, dan sifat tubuh sepenuhnya dihilangkan setelah penghentian aksi gaya (beban) yang menyebabkannya, karena di bawah aksi gaya yang diterapkan, hanya sedikit perpindahan atom atau rotasi blok kristal yang terjadi. . Ketahanan logam terhadap deformasi dan patah disebut kekuatan. Kekuatan adalah persyaratan pertama untuk sebagian besar produk.
Modulus elastisitas adalah karakteristik ketahanan bahan terhadap deformasi elastis. Ketika tegangan mencapai apa yang disebut batas elastis(atau ambang elastisitas) deformasi menjadi ireversibel.
Deformasi plastik yang tersisa setelah pemindahan beban dikaitkan dengan perpindahan atom di dalam kristal dalam jarak yang relatif besar dan menyebabkan perubahan sisa dalam bentuk, struktur, dan sifat tanpa gangguan makroskopik kontinuitas logam. Deformasi plastis disebut juga permanen atau irreversible. Deformasi plastik dalam kristal dapat dilakukan tergelincir dan kelahiran kembar.
ICM (www.situs)
Deformasi plastik logam... Logam menunjukkan ketahanan yang lebih besar terhadap tegangan atau kompresi daripada geser. Oleh karena itu, proses deformasi plastis suatu logam biasanya proses geser satu bagian dari kristal relatif terhadap yang lain di sepanjang bidang kristalografi atau bidang slip dengan kemasan atom yang lebih padat, di mana tahanan gesernya paling kecil. Geser terjadi sebagai akibat dari dislokasi yang bergerak dalam kristal. Sebagai hasil dari geser, struktur kristal dari bagian yang bergerak tidak berubah.
Mekanisme lain deformasi plastik logam adalah kelahiran kembar... Pada deformasi kembaran, tegangan geser lebih tinggi dari pada geser. Ganda biasanya muncul saat sliding sulit karena satu dan lain hal. Deformasi kembaran biasanya diamati pada suhu rendah dan laju pembebanan tinggi.
Plastisitas adalah sifat padatan, di bawah aksi gaya eksternal, untuk mengubah, tanpa runtuh, bentuk dan ukurannya dan untuk mempertahankan deformasi residu (plastik) setelah penghapusan gaya-gaya ini. Tidak adanya atau rendahnya nilai daktilitas disebut getas. Plastisitas logam banyak digunakan dalam rekayasa.
Disiapkan oleh A.E. Kornienko (ICM)
menyala.:
Deformasi dibagi menjadi reversibel (elastis) dan ireversibel (tidak elastis, plastis, merayap). Deformasi elastis menghilang setelah akhir gaya yang diterapkan, dan yang ireversibel tetap ada. Deformasi elastis didasarkan pada perpindahan reversibel atom-atom benda dari posisi kesetimbangan (dengan kata lain, atom tidak melampaui ikatan interatomik); yang ireversibel didasarkan pada perpindahan atom yang ireversibel pada jarak yang cukup jauh dari posisi kesetimbangan awal (yaitu, melampaui ikatan interatomik, setelah melepas beban, reorientasi ke posisi kesetimbangan baru).
Deformasi plastis adalah deformasi ireversibel yang disebabkan oleh perubahan tegangan. Deformasi creep adalah deformasi ireversibel yang terjadi dari waktu ke waktu. Kemampuan zat untuk berubah bentuk secara plastis disebut plastisitas. Dengan deformasi plastis logam, sejumlah sifat berubah bersamaan dengan perubahan bentuk - khususnya, dengan deformasi dingin, kekuatan meningkat.
YouTube perguruan tinggi
1 / 3
Pelajaran 208. Deformasi padatan. Klasifikasi jenis deformasi
Deformasi dan gaya elastis. Hukum Hooke | Fisika Kelas 10 #14 | pelajaran info
deformasi
Subtitle
Jenis deformasi
Jenis deformasi tubuh yang paling sederhana secara umum:
Dalam kebanyakan kasus praktis, deformasi yang diamati adalah kombinasi dari beberapa deformasi sederhana yang simultan. Pada akhirnya, setiap deformasi dapat dikurangi menjadi dua yang paling sederhana: tegangan (atau kompresi) dan geser.
Studi deformasi
Sifat deformasi plastis dapat berbeda tergantung pada suhu, durasi beban, atau laju deformasi. Dengan beban konstan yang diterapkan pada tubuh, deformasi berubah seiring waktu; fenomena ini disebut creep. Dengan meningkatnya suhu, laju creep meningkat. Relaksasi dan efek elastik adalah kasus khusus dari creep. Salah satu teori yang menjelaskan mekanisme deformasi plastis adalah teori dislokasi pada kristal.
Kontinuitas
Dalam teori elastisitas dan plastisitas, benda dianggap "padat". Kontinuitas (yaitu, kemampuan untuk mengisi seluruh volume yang ditempati oleh material benda, tanpa ada rongga) adalah salah satu sifat utama yang dikaitkan dengan benda nyata. Konsep kontinuitas juga mengacu pada volume dasar di mana tubuh dapat dipecah secara mental. Perubahan jarak antara pusat setiap dua volume sangat kecil yang berdekatan untuk benda yang tidak mengalami diskontinuitas harus kecil dibandingkan dengan nilai awal jarak ini.
Deformasi dasar paling sederhana
Deformasi dasar paling sederhana(atau deformasi relatif) adalah perpanjangan relatif dari beberapa elemen:
= (l 2 - l 1) / l 1 = l / l 1 (\ gaya tampilan \ epsilon = (l_ (2) -l_ (1)) / l_ (1) = \ Delta l / l_ (1))Dalam praktiknya, deformasi kecil lebih umum - sedemikian rupa sehingga 1 (\ displaystyle \ epsilon \ ll 1).
DEFINISI
Deformasi dalam fisika, mereka menyebut perubahan ukuran, volume, dan sering kali bentuk benda jika beban eksternal diterapkan pada tubuh, misalnya, ketika meregangkan, mengompresi, dan / atau ketika suhunya berubah.
Deformasi terjadi ketika bagian tubuh yang berbeda melakukan gerakan yang berbeda. Jadi, misalnya, jika ujung tali karet ditarik, maka bagian-bagiannya yang berbeda akan bergerak relatif satu sama lain, dan talinya akan berubah bentuk (meregangkan, memanjang). Selama deformasi, jarak antara atom atau molekul benda berubah, oleh karena itu gaya elastis muncul.
Jenis deformasi benda padat
Deformasi dapat dibagi menjadi elastis dan tidak elastis. Deformasi elastis disebut deformasi, yang menghilang ketika aksi deformasi berhenti. Dengan jenis deformasi ini, partikel kembali dari posisi kesetimbangan baru dalam kisi kristal ke yang lama.
Deformasi tidak elastis dari padatan disebut plastis. Selama deformasi plastis, terjadi penataan ulang kisi kristal yang ireversibel.
Selain itu, jenis deformasi berikut dibedakan: tegangan (kompresi); pergeseran, torsi.
Peregangan sepihak terdiri dari peningkatan panjang tubuh, ketika terkena gaya tarik. Ukuran deformasi jenis ini adalah nilai perpanjangan relatif ().
Deformasi peregangan serba (kompresi) dimanifestasikan dalam perubahan (peningkatan atau penurunan) volume tubuh. Dalam hal ini, bentuk tubuh tidak berubah. Peregangan (kompresi) kekuatan didistribusikan secara merata ke seluruh permukaan tubuh. Karakteristik dari jenis deformasi ini adalah perubahan relatif dalam volume benda ().
Geser adalah jenis deformasi di mana lapisan datar padatan dipindahkan sejajar satu sama lain. Dengan jenis deformasi ini, lapisan tidak berubah bentuk dan ukurannya. Ukuran deformasi ini adalah sudut geser.
Deformasi torsi terdiri dari rotasi relatif bagian yang sejajar satu sama lain dan tegak lurus terhadap sumbu sampel.
Dalam teori elastisitas telah dibuktikan bahwa semua jenis deformasi elastis dapat direduksi menjadi deformasi tarik atau tekan yang terjadi pada saat yang bersamaan.
hukum Hooke
Pertimbangkan sebuah batang homogen dengan panjang l dan luas penampang S. Dua gaya yang sama besarnya F diterapkan pada ujung-ujung batang, diarahkan sepanjang sumbu batang, tetapi dalam arah yang berlawanan. Dalam hal ini, panjang batang berubah.
Ilmuwan Inggris R. Hooke secara empiris menemukan bahwa untuk deformasi kecil, perpanjangan () berbanding lurus dengan tegangan ():
di mana E adalah modulus Young; - gaya yang bekerja pada luas penampang unit konduktor. Jika tidak, hukum Hooke ditulis sebagai:
dimana k adalah koefisien elastisitas. Untuk gaya elastis yang timbul pada batang, hukum Hooke memiliki bentuk:
Hubungan linier antara dan dilakukan dalam batas yang sempit, pada beban rendah. Dengan bertambahnya beban, ketergantungan menjadi nonlinier, dan kemudian deformasi elastis berubah menjadi deformasi plastis.
Contoh pemecahan masalah
CONTOH 1
| Olahraga | Berapa energi potensial dari batang elastis yang diregangkan, jika perpanjangan absolutnya, koefisien elastisitasnya adalah k? Pertimbangkan bahwa hukum Hooke terpenuhi dalam kasus ini. |
| Larutan | Energi potensial () dari batang elastis yang diregangkan sama dengan pekerjaan (A) yang dilakukan oleh gaya eksternal, menyebabkan deformasi:
di mana x adalah perpanjangan absolut batang, yang, setelah deformasi, berubah dari 0 menjadi. Menurut hukum Hooke, kita memiliki:
Mengganti ekspresi (1.2) ke dalam rumus (1.1), kita mendapatkan: |
Deformasi dibagi menjadi reversibel (elastis) dan ireversibel (plastik, mulur). Deformasi elastis menghilang setelah akhir gaya yang diterapkan, dan yang ireversibel tetap ada. Deformasi elastis didasarkan pada perpindahan reversibel atom logam dari posisi kesetimbangan (dengan kata lain, atom tidak melampaui ikatan interatomik); yang ireversibel didasarkan pada perpindahan atom yang ireversibel pada jarak yang cukup jauh dari posisi kesetimbangan awal (yaitu, melampaui ikatan interatomik, setelah melepas beban, reorientasi ke posisi kesetimbangan baru).
Deformasi plastis adalah deformasi ireversibel yang disebabkan oleh perubahan tegangan. Deformasi creep adalah deformasi ireversibel yang terjadi dari waktu ke waktu. Kemampuan zat untuk berubah bentuk secara plastis disebut plastisitas. Dengan deformasi plastis logam, sejumlah sifat berubah bersamaan dengan perubahan bentuk - khususnya, dengan deformasi dingin, kekuatan meningkat.
Jenis deformasi
Jenis deformasi tubuh yang paling sederhana secara umum:
Dalam kebanyakan kasus praktis, deformasi yang diamati adalah kombinasi dari beberapa deformasi sederhana yang simultan. Pada akhirnya, bagaimanapun, setiap deformasi dapat direduksi menjadi dua yang paling sederhana: tegangan (atau kompresi) dan geser.
Studi deformasi
Sifat deformasi plastis dapat berbeda tergantung pada suhu, durasi beban, atau laju deformasi. Dengan beban konstan yang diterapkan pada tubuh, deformasi berubah seiring waktu; fenomena ini disebut creep. Dengan meningkatnya suhu, laju creep meningkat. Relaksasi dan efek elastik adalah kasus khusus dari creep. Salah satu teori yang menjelaskan mekanisme deformasi plastis adalah teori dislokasi pada kristal.
Kontinuitas
Dalam teori elastisitas dan plastisitas, benda dianggap "padat". Kontinuitas (yaitu, kemampuan untuk mengisi seluruh volume yang ditempati oleh material benda, tanpa ada rongga) adalah salah satu sifat utama yang dikaitkan dengan benda nyata. Konsep kontinuitas juga mengacu pada volume dasar di mana tubuh dapat dipecah secara mental. Perubahan jarak antara pusat setiap dua volume sangat kecil yang berdekatan untuk benda yang tidak mengalami diskontinuitas harus kecil dibandingkan dengan nilai awal jarak ini.
Deformasi dasar paling sederhana
Deformasi dasar yang paling sederhana adalah pemanjangan relatif dari beberapa elemen:
Dalam praktiknya, deformasi kecil lebih umum - sedemikian rupa.
Pengukuran regangan
Pengukuran deformasi dilakukan baik dalam proses pengujian bahan untuk menentukan sifat mekaniknya, atau dalam studi struktur di alam atau pada model untuk menilai besarnya tegangan. Deformasi elastis sangat kecil, dan pengukurannya membutuhkan akurasi tinggi. Metode yang paling umum untuk memeriksa deformasi adalah dengan pengukur regangan. Selain itu, pengukur regangan resistansi, metode penelitian tegangan optik polarisasi, dan analisis struktur sinar-X banyak digunakan. Untuk menilai deformasi plastik lokal, digunakan knurling pada permukaan produk mesh, melapisi permukaan dengan pernis yang mudah retak atau gasket rapuh, dll.
Catatan (edit)
literatur
- Yu.N. Rabotnov, Ketahanan bahan, M., 1950;
- Kuznetsov V.D., Fisika Keadaan Padat, vol.2-4, edisi ke-2, Tomsk, 1941-47;
- Sedov L.I., Pengantar mekanika medium kontinu, Moskow, 1962.
Lihat juga
Tautan
Yayasan Wikimedia. 2010.
Sinonim:Lihat apa itu "Deformasi" di kamus lain:
deformasi- deformasi: Distorsi bentuk sabun batangan dibandingkan dengan yang ditentukan dalam dokumen teknis. Sumber: GOST 28546 2002: Sabun toilet padat. Spesifikasi umum dokumen asli De ... Buku referensi kamus istilah dokumentasi normatif dan teknis
- (fr.) Keburukan; perubahan bentuk. Kamus kata-kata asing termasuk dalam bahasa Rusia. Chudinov AN, 1910. DEFORMASI [lat. distorsi deformatio] perubahan bentuk dan ukuran tubuh di bawah pengaruh kekuatan eksternal. Kamus kata asing. Komlev... Kamus kata-kata asing dari bahasa Rusia
Ensiklopedia modern
Deformasi- - perubahan bentuk dan / atau ukuran tubuh di bawah pengaruh kekuatan eksternal dan berbagai jenis pengaruh (perubahan suhu dan kelembaban, sedimen penyangga, dll.); dalam ketahanan bahan dan teori elastisitas - ukuran kuantitatif dari perubahan dimensi ... Ensiklopedia istilah, definisi dan penjelasan bahan bangunan
Deformasi- (dari deformasi Latin, distorsi), perubahan dalam pengaturan timbal balik partikel suatu zat, karena alasan eksternal atau internal apa pun. Jenis deformasi benda padat yang paling sederhana: tarik, tekan, geser, tekuk, puntir. ... ... Kamus Ensiklopedis Bergambar
- (dari distorsi deformatio Lat.) 1) perubahan posisi relatif titik-titik benda tegar, di mana jarak di antara mereka berubah, sebagai akibat dari pengaruh eksternal. Deformasi disebut elastik jika hilang setelah tumbukan dihilangkan, dan ... ... Kamus Ensiklopedis Besar
cm… Kamus sinonim
- (dari distorsi deformatio Lat.), mengubah konfigurasi menjadi. l. objek yang dihasilkan dari ext. pengaruh atau int. pasukan. D. dapat menguji tv. benda (kristal, amorf, organik. asal), cairan, gas, fisik, bidang hidup ... ... Ensiklopedia fisik
Deformasi tarik adalah jenis deformasi di mana beban diterapkan secara longitudinal dari tubuh, yaitu koaksial atau sejajar dengan titik-titik lampiran tubuh. Cara termudah untuk mempertimbangkan peregangan adalah pada tali penarik mobil. Kabel memiliki dua titik lampiran ke penarik dan objek yang ditarik, saat kabel mulai bergerak, kabel diluruskan dan mulai menarik objek yang ditarik. Dalam keadaan tegang, kabel mengalami deformasi tarik, jika beban kurang dari nilai batas yang dapat ditahannya, maka setelah melepas beban, kabel akan mengembalikan bentuknya.
Deformasi tarik adalah salah satu studi laboratorium utama dari sifat fisik bahan. Selama penerapan tegangan tarik, nilai ditentukan di mana material mampu:
1.mengambil beban dengan pemulihan lebih lanjut dari keadaan semula (deformasi elastis)
2. Ambil beban tanpa mengembalikan keadaan semula (deformasi plastis)
3. Runtuh pada kekuatan tertinggi
Tes ini adalah yang utama untuk semua tali dan tali yang digunakan untuk slinging, mengamankan beban, dan mendaki gunung. Peregangan juga penting dalam konstruksi sistem suspensi yang kompleks dengan elemen kerja bebas.
Deformasi kompresi
Deformasi kompresi adalah jenis deformasi yang mirip dengan peregangan, dengan satu perbedaan dalam cara beban diterapkan, diterapkan secara koaksial, tetapi ke arah tubuh. Meremas objek dari kedua sisi menyebabkan penurunan panjangnya dan pengerasan simultan, penerapan beban besar membentuk penebalan tipe "barel" di badan material.
Deformasi kompresi banyak digunakan dalam proses metalurgi untuk menempa logam, selama proses tersebut logam memperoleh peningkatan kekuatan dan mengelas cacat struktural. Kompresi juga penting dalam konstruksi bangunan, semua elemen struktur pondasi, tiang pancang dan dinding dikenai beban tekanan. Perhitungan yang benar dari struktur pendukung bangunan memungkinkan Anda untuk mengurangi konsumsi bahan tanpa kehilangan kekuatan.
Deformasi geser
Deformasi geser adalah jenis deformasi di mana beban diterapkan sejajar dengan dasar tubuh. Selama deformasi geser, satu bidang tubuh dipindahkan dalam ruang relatif terhadap yang lain. Semua pengencang - baut, sekrup, paku - diuji untuk beban geser ultimat. Contoh paling sederhana dari deformasi geser adalah kursi goyang, di mana lantai dapat diambil sebagai alas, dan kursi dapat diambil sebagai bidang penerapan beban.
Deformasi lentur
Deformasi lentur adalah jenis deformasi di mana kelurusan sumbu utama tubuh dilanggar. Semua benda yang digantungkan pada satu atau lebih tumpuan akan mengalami deformasi lentur. Setiap material mampu merasakan tingkat beban tertentu; dalam banyak kasus, padatan mampu menahan tidak hanya beratnya sendiri, tetapi juga beban yang diberikan. Tergantung pada metode penerapan beban lentur, perbedaan dibuat antara lentur murni dan miring.
Nilai deformasi lentur penting untuk desain benda elastis, seperti jembatan penyangga, batang senam, batang horizontal, poros mobil, dan lain-lain.
Deformasi torsional
Deformasi torsional adalah jenis deformasi di mana torsi diterapkan pada tubuh yang disebabkan oleh sepasang gaya yang bekerja pada bidang tegak lurus dari sumbu tubuh. Poros mesin, sekrup rig pengeboran, dan pegas bekerja pada torsi.
Hukum Hooke- persamaan teori elastisitas, yang menghubungkan tegangan dan deformasi media elastis. Ditemukan pada tahun 1660 oleh ilmuwan Inggris Robert Hooke. Karena hukum Hooke ditulis untuk tegangan dan regangan rendah, ia memiliki bentuk proporsionalitas sederhana.
Dalam bentuk lisan, hukum itu berbunyi sebagai berikut:
Gaya elastis yang timbul dalam tubuh selama deformasi berbanding lurus dengan besarnya deformasi ini
Untuk batang tarik tipis, hukum Hooke memiliki bentuk:
Inilah gaya yang dengannya batang diregangkan (dikompresi), adalah perpanjangan mutlak (kompresi) batang, dan - koefisien elastisitas(atau kekerasan).
Koefisien elastisitas tergantung pada sifat material dan dimensi batang. Ketergantungan pada dimensi batang (luas dan panjang penampang) dapat dibedakan secara eksplisit dengan menuliskan koefisien elastisitas sebagai
Besaran disebut modulus elastisitas jenis pertama atau modulus Young dan merupakan sifat mekanik bahan.
Jika kita memperkenalkan perpanjangan relatif
dan tegangan normal pada penampang
maka hukum Hooke dalam satuan relatif akan ditulis sebagai
Dalam bentuk ini, ini berlaku untuk sejumlah kecil material.
Juga, ketika menghitung batang lurus, catatan hukum Hooke dalam bentuk relatif digunakan
modulus young(modulus elastisitas) adalah besaran fisis yang mencirikan sifat-sifat suatu bahan untuk menahan tarik/tekan selama deformasi elastis. Dinamakan setelah fisikawan Inggris abad ke-19 Thomas Young. Dalam masalah mekanika dinamis, modulus Young dianggap dalam pengertian yang lebih umum - sebagai fungsi lingkungan dan proses. Dalam Sistem Satuan Internasional (SI), itu diukur dalam newton per meter kuadrat atau dalam pascal.
Modulus Young dihitung sebagai berikut:
· E- modulus elastisitas,
· F- kekuatan,
· S- luas permukaan di mana aksi gaya didistribusikan,
· aku- panjang batang yang dapat dideformasi,
· x adalah modulus perubahan panjang batang akibat deformasi elastis (diukur dalam satuan yang sama dengan panjang aku).
Menggunakan modulus Young, kecepatan rambat gelombang longitudinal dalam batang tipis dihitung:
di mana - kerapatan zat.
Memuat ...