Механические свойства твердых тел. Упругая и пластическая деформация. Закон Гука

Деформация- изменение размеров и формы тела под действием приложенных сил.

- упругая деформация

- пластическая

-разрушения

Упругая- деформация, исчезающая после снятия нагрузки. Приложенная нагрузка вызывает изменения между атомами крист решетки. После снятия нагрузки все атомы становятся в исходные места. Для металлов и сплавов в упругой области наблюдается линейная зависимость между напряженностью и деформацией по закону Гука δ=Е∙σ

δ- напряжение

Е- модуль Юнга

σ- относительное изменение в атоме(относит удлинение)

Величина Е зависит от сил межатомных взаимодействий и является постоянной

Пластическая деформация- состоит из перемещения одной части кристалла относительно другой по определенным кристаллографическим плоскостям и направлениям, такие перемещения называются сдвигом или скольжением. Если напр снять, то перемещенная часть кристалла не возвратиться

Наибольшая пластичность, если много систем скольжения (ГЦК) т.к деформация совершается путем сдвига по определенной плоскости. Макс тангенс направления возникает когда сила направлена под углом 45. Сдвиг начнется в тот момент когда касательная напряжения в плоскости скольжения и по направлениям скольжения достигает определенного критического значения – критическое скалывающее напряжение. Сдвиг сопровождается поворотом плоскостей скольжения в направлении движении силы.

Зако́н Гу́ка — уравнение теории упругости, связывающее напряжение и деформацию упругой среды. Открыт в 1660 году английским учёным Робертом Гуком (Хуком) (англ. Robert Hooke). Поскольку закон Гука записывается для малых напряжений и деформаций, он имеет вид простой пропорциональности.

Для тонкого растяжимого стержня закон Гука имеет вид:F=k∙ Δx. Здесь F сила натяжения стержня, Δx — его удлинение, а k называется коэффициентом упругости (или жёсткостью).

Очевидно, что коэффициент упругости зависит как от свойств материала, так и от размеров стержня. Полезно выделить зависимость от размеров стержня (площади поперечного сечения и длины) явно, записав коэффициент упругости как k=ES\L. Величина E называется модулем Юнга и зависит только от свойств материала. Полезно теперь ввести относительное удлинение σ и нормальное напряжение δ в поперечном сечении. В этих обозначениях закон Гука записывается как δ=Е∙σ. Величину, обратную жёсткости, называют гибкостью.