Упругая и пластическая деформация
Деформация - это эффект изменения формы физического объекта при приложении к поверхности внешней силы. Силы могут быть приложены к поверхности как нормальные, тангенциальные или вращающие. Если тело не меняет своей формы даже незначительно из-за внешних сил, объект определяется как идеальный твердый объект. Совершенных твердых тел в природе нет; каждый объект имеет свои деформации. В этой статье мы собираемся обсудить, что такое упругая деформация и пластическая деформация, как они встречаются в природе и каковы их приложения.
Упругая деформация
Когда к твердому телу прикладывается внешнее напряжение, оно имеет тенденцию разъединяться. Это приводит к увеличению расстояния между атомами в решетке. Каждый атом пытается притянуть к себе соседа как можно ближе. Это вызывает силу, пытающуюся сопротивляться деформации. Эта сила известна как деформация. Если построить график зависимости напряжения от деформации, график будет линейным для некоторых более низких значений деформации. Эта линейная область представляет собой зону, в которой объект упруго деформируется. Упругая деформация всегда обратима. Он рассчитывается по закону Гука. Закон Гука гласит, что для диапазона упругости материала приложенное напряжение равно произведению модуля Юнга и деформации материала. Упругая деформация твердого тела - обратимый процесс, когда приложенное напряжение снимается, твердое тело возвращается в исходное состояние.
Пластическая деформация
Когда график зависимости напряжения от деформации является линейным, говорят, что система находится в упругом состоянии. Однако при высоком напряжении график проходит небольшой скачок по осям. Это предел, при котором происходит пластическая деформация. Этот предел известен как предел текучести материала. Пластическая деформация происходит в основном за счет скольжения двух слоев твердого тела. Этот процесс скольжения необратим. Пластическая деформация иногда известна как необратимая деформация, но некоторые виды пластической деформации на самом деле обратимы. После скачка предела текучести график зависимости напряжения от деформации становится плавной кривой с пиком. Пик этой кривой известен как предел прочности. После предела прочности материал начинает «сужаться», создавая неравномерность плотности по длине. Это приводит к образованию участков с очень низкой плотностью материала, что делает его легко ломким. Пластическая деформация используется при закалке металла для тщательной упаковки атомов.
В чем разница между упругой деформацией и пластической деформацией?
- Основное различие между упругой деформацией и пластической деформацией состоит в том, что упругая деформация всегда обратима, а пластическая деформация необратима, за исключением некоторых очень редких случаев.
- При упругой деформации связи между молекулами или атомами остаются нетронутыми, а изменяются только их длины; Явления пластической деформации, такие как скольжение пластины, происходят из-за полного расщепления связей.
- Упругая деформация имеет линейную зависимость от напряжения, в то время как пластическая деформация имеет криволинейную зависимость с пиком.
