Elastne vs plastiline deformatsioon
Deformatsioon on füüsilise objekti kuju muutumise mõju, kui pinnale rakendatakse välist jõudu. Neid jõude saab pinnale rakendada normaalse, tangentsiaalse või pöördemomendina. Kui keha ei muuda oma kuju isegi pisut väliste jõudude tõttu, määratletakse objekt täiusliku tahke objektina. Täiuslikke tahkeid kehasid looduses ei esine; igal objektil on oma deformatsioonid. Selles artiklis käsitleme, mis on elastne deformatsioon ja plastiline deformatsioon, kuidas neid looduses kohatakse ja milliseid rakendusi nad kasutavad.
Elastne deformatsioon
Kui tahkele kehale avaldatakse välispinget, kipub keha ennast lahku tõmbama. See põhjustab võre aatomite vahelise kauguse suurenemist. Iga aatom üritab ligimest võimalikult lähedale tõmmata. See põhjustab jõu, mis üritab deformatsioonile vastu seista. Seda jõudu tuntakse kui tüve. Kui joonistada pinge ja tüve graafik, oleks graafik lineaarne mõne väiksema tüve väärtuse korral. See lineaarne ala on tsoon, milles objekt elastselt deformeerub. Elastne deformatsioon on alati pöörduv. Selle arvutamiseks kasutatakse Hooke'i seadust. Hooke'i seadus ütleb, et materjali elastse vahemiku korral on rakendatud pinge võrdne Youngi mooduli ja materjali tüve korrutisega. Tahke aine elastne deformatsioon on pöörduv protsess, kui rakendatud pinge eemaldatakse, tahke aine naaseb oma algsesse olekusse.
Plastiline deformatsioon
Kui stressi ja tüve graafik on lineaarne, on süsteem väidetavalt elastses olekus. Kui stress on suur, läbib süžee väikese hüppe telgedel. See on piir, mille juures see muutub plastiliseks deformatsiooniks. Seda piiri nimetatakse materjali voolavuspiiriks. Plastiline deformatsioon toimub enamasti tahke aine kahe kihi libisemise tõttu. Seda libisevat protsessi ei saa tagasi pöörata. Plastilist deformatsiooni tuntakse mõnikord pöördumatu deformatsioonina, kuid mõned plastilise deformatsiooni viisid on tegelikult pöörduvad. Pärast voolavuspiirangu hüppeid muutub pinge ja tüve graafik siledaks tipuks. Selle kõvera tipp on tuntud kui ülim tugevus. Pärast ülimat tugevust hakkab materjal "kaelustama", muutes tiheduse ebaühtluse üle pikkuse. See muudab materjali väga väikese tihedusega aladeks, muutes selle kergesti purunevaks. Aatomite põhjalikuks pakkimiseks kasutatakse metalli karastamisel plastist deformatsiooni.
Mis vahe on elastsel deformatsioonil ja plastilisel deformatsioonil?
- Peamine erinevus elastse deformatsiooni ja plastilise deformatsiooni vahel on see, et elastne deformatsioon on alati pöörduv ja plastiline deformatsioon on pöördumatu, välja arvatud mõned väga harvadel juhtudel.
- elastse deformatsiooni korral jäävad molekulide või aatomite vahelised sidemed puutumata, kuid muudavad ainult nende pikkust; Plastiliste deformatsioonide nähtused, näiteks plaatide libisemine, ilmnevad sidemete täieliku lõhustumise tõttu.
- Elastsel deformatsioonil on lineaarne seos pingega, samas kui plastilisel deformatsioonil on kumer seos, millel on tipp.
