Сила упругости, ее природа и расчет. Модуль Юнга. Деформации. Диаграмма напряжения деформации

При деформации тела возникает сила, которая стремится восстановить прежние размеры и форму тела. Эта сила возникает вследствие электромагнитного взаимодействия между атомами и молекулами вещества. Ее называют силой упругости. (электромагнитная природа силы)Простейшим видом деформации являются деформации растяжения и сжатия. При малых деформациях (|x| << l) сила упругости пропорциональна деформации тела и направлена в сторону, противоположную направлению перемещения частиц тела при деформации:

 Fx = Fупр = –kx.

Коэффициент k называется жесткостью тела. В системе СИ жесткость измеряется в ньютонах на метр (Н/м). Коэффициент жесткости зависит от формы и размеров тела, а также от материала.

Модуль Юнга (модуль упругости) — физическая величина, характеризующая свойства материала сопротивляться растяжению/сжатию при упругой деформации, численно равен напряжению, возникающему в образце при его относительном удлинении равном 1(то есть когда его длинна удвоится)

 

E — модуль упругости,

F — сила,

S — площадь поверхности, по которой распределено действие силы,

l — длина деформируемого стержня,

x — модуль изменения длины стержня в результате упругой деформации (измеренного в тех же единицах, что и длина l)

Деформация- изменение ормы или размеров тела

Диаграмма напряжений – это график зависимости напряжения, возникающего в деформируемом теле от относительной деформации. он приведен для металлического образца. Из рисунка видно, что линейная зависимость  , установленная Гуком, выполняется лишь в очень узких пределах, до так называемого предела пропорциональности (σп).

При дальнейшем увеличении напряжения деформация еще упругая (но уже не линейная) – до предела упругости (σу) остаточные деформации не возникают.

За пределом упругости в теле возникают остаточные деформации. При снятии напряжения в точке С график, описывающий возвращения тела в первоначальное состояние изображается прямой CF. Точка С – соответствует пределу текучести (σт). В области CD деформация возрастает без увеличения напряжения, т.к. тело как бы «течет». Эта область называется областью текучести или пластической деформации. Материалы, для которых область текучести значительна, называются вязкими, а для которых она практически отсутствует – хрупкими.

При дальнейшем растяжении тела (после точки D) происходит его разрушение. Максимальное напряжение в теле, при котором происходит его разрушение, называется пределом прочности (σр)

 


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: