Изобличување

Изобличување или деформација — некоја промена на обликот или големината на некое тело поради:

дејство на сила (енергијата на изобличувањето во овој случај се мпренесува преку работата) или
промена на температурата (tенергијата на изобличувањето во овој случај е пренесена преку топлината).

Во првиот случај ќе имаме затегнувачка (влечна) сила, набивна (ширечка) сила, пресекување, виткање или завртување.

Во вториот случај,тоа е најзначајниот фактор,кој зависи од температурата, со слободното движење на структурните дефекти како што е границата на житото,точка на празен простор,линија и зафркнување на дислокација, редење на грешки и два слични кристални и некристални предмети.Движењето или зафатнината од толку мобилни дефекти е термално активирана,и ограничените последици од рејтингот на атомската дифузија.^[1]^[2]

Изобличувањето понекогаш се опишува како напрегање.

Како што изобличувањето се појавува, внатрешната внатремолекуларна сила расте така што споредува со применетата сила. Ако применетата сила не е толку сјајна овие сили може доволно или целосно да ја одбива применетата сила и да дозволи предметот да предвиди нов equilibrium state и да се врати во првобитната состојба каде што оптоварувањето е тргнато. Поголема применета сила може да доведе до постојано изобличување на предметот дури и до структурно уништување на истото..

На сликата може да се види дека набивното вчитување (предизвикано од стрелата) дошло до изобличување на цилиндарот со тоа што оригиналната форма(променило линии) и се променило (изобличило) во нешто со испакнати страни.Страните се испакнати заради материјалот,сепак е доволно силно за да не се скрши или сепак да не се згреши,не е доволно силно да помогне на оптоварувањето без никаква промена,на тој начин материјалот е присилен просто да излезе.Внатрешните сили (во овој случај десните страни на изобличувањето) го одбиваат применетото оптоварување.

Концептот на крутото тело може да се примени ако изобличувањето е занемарливо.

Видови изобличување

Во зависност од тоа каков материјал е,големината и геометријата на тој премдет, и применетата сила, има различни видови на изобличувањето . Сликата десно го покажува инженерското напрегање наспроти strain diagram за типичен ковлив материјал како челикот.Различни фази на деформација може да се појават под различни услови,како што може да се прикаже користејќи карта на изобличувањето.

Типичен дијаграм на напрегање наспроти развлекување каде се вклучени различни фази на изобличување.

Еластично изобличување

Овој вид на изобличување може да биде обратен.Откако силата не е повеќе применета,објектот се враќа во првобитниот облик. Металите Еластомер и мемориски облик како што е Нитинол изложува движење со огромна еластично изобличување, како и гумата.Како и да е еластичноста е нелинеарно во овие материјали.Нормалните метали,ќерамиката, и повеќето кристали покажуваат еластичност и помало еластично движење.

Линеарната еластична изобличување е регулирана од Хуковиот закон кој гласи:

\sigma =E\varepsilon

Каде што $\sigma$ е применето како напрегање, $E$ е константен материјал наречен Young's modulus или elastic modulus,и ε е резултат на развлекување. Оваа врска само се однесува на еластичното движење и покажува дека падината на напрегањето наспроти strain curve can be used to find Young's modulus ( $E$ ).Инженерите понекогаш ја користат оваа пресметка за тестови на истегнување.Еластичното движење завршува кога материјалот ја пристигнува приносната сила.Во овој случај пластичната деформација започнува.

Запишете дека не сите еластични материјали можат да се подложат во линеарни еластични деформации;некои,како што се бетонот,леаното железо, и многу други полимери одговараат на нелинеарни моди.За овие материјали Хуковиот закон е неприменлив.^[3]

Пластична деформација

Овој вид на деформација не може да се врати.Како и да е,телото во движењето на пластичната деформација прво ќе биде подложено во еластичната деформација,која може да биде повратна,така што еден дел од телото ќе се врати во оригиналната форма.Меките термопластики имаат огромно движење на пластичната деформација исто како и ковливите метали кои се бакарот,среброто и златото.И челикот,но не и леаното железо.Тешките терморегулациски пластики,гумата,кристалите, и ќерамиката имаат минимално движење на пластична деформација.Еден материјал со огромно движење на пластична деформација е гумата која ја џвакаме,која може да се развлекува многупати во оригиналната должина.

Под затегнувачко напрегање,пластичната деформација е карактеризирана од by a strain hardening region and a necking region and finally, fracture (also called rupture). During strain hardening the material becomes stronger through the movement of atomic dislocations. The necking phase is indicated by a reduction in cross-sectional area of the specimen. Necking begins after the ultimate strength is reached. During necking, the material can no longer withstand the maximum stress and the strain in the specimen rapidly increases. Plastic deformation ends with the fracture of the material.

Измореност на металот

Уште еден вид на деформација е измореноста на металот,кој се јавува во ковливите метали.Се мислело дека материјалот се деформирал само ако еластичниот опсег целосно се врати во оригиналната форма откако силата ќе биде отстранета.Како и да е,грешките се претставени во молекуларно ниво со секоја деформација.После многу деформации,пукнатините почнуваат да се појавуваат,потоа по фрактурата,без очигледна пластична деформација.Во зависност од материјалот,формата,и колку блиску до еластичната граница е деформирано,грешките можат да бараат илјадници,милиони,билиони или трилиони деформации.

Измореноста на металот е главната причина за грешките на авионите.посебно пред процесот да биде добро разбран (На пример, the De Havilland Comet accidents).Има два начина да се утврди кога има измореност на металот;Или кога ќе претпоставите кога грешката ќе биде поради комбинацијата на материјалот/силата/формата/повторувањето,и да се замени со оштетени материјали пред да се случи, или вршење на инспекции за да се приметат микроскопски пукнатините и да се врши размена откако ќе се случи.Бирањето на материјалите најверојатно нема да трпат измореност на металите во текот на животот од производот е најдоброто решение ,но не секогаш возможно.Игнорирањето на формите со остри аголи ги граничи границите на измореноста на металот со намалување на концентрацијата на напрегањето,но не го елиминира but does not eliminate it.

Дијаграм на напрегање на кој е прикажана врската меѓу нарегањето (применета сила) и развлекување (деформацијата) на ковлив метал.

Набивно искривување

Обично,компресивното напрегање применето vo bars,колони, и така натаму... доведуваат до скратување.

Вчитувањето на структурниот елемент или примерокот ќе го зголеми компресивното напрегање сè додека не ја достигне својата компресивна сила. Според својстватана материјалот,грешката failure modes are yielding for materials with ductile behavior (most metals, some soils and plastics) or rupturing for brittle behavior (geomaterials, cast iron, glass, etc.).

Во долгите,тенки структурни елемени — како што се колоните или бандажните барови —е зголемувањето на компресивната сила F доаѓа до стрктурна грешка која доаѓа до виткањена помали напрегање од компресивната сила.

Напукнување

Овој вид на деформација е исто така неповратен.Паузата доаѓа откако материјалот стигнува до крајот на еластичниот,потоа и пластичниот, деформациски опсег.Во овој случај силата акумулира сè додека е доволно да дојде до напукнување.Сите материјали на крајот ќе пукнат,ако силата е доволно применета.

Заблуди

Популарна заблуда е тоа дека сите материјали што се наведнуваат се "слаби" и тие што не се "силни".Во реалноста,многу материјали што подложуваат огромни еластични и пластични деформации,како што е челикот,се во можност да ги апсорбираат напрегањата кои доведуваат до кршливи материјали,како што е стаклото,кој е минимален пластичен деформациски опсег да се скрши.^[4]

Поврзано

Наводи

↑ Davidge, R.W., Mechanical Behavior of Ceramics, Cambridge Solid State Science Series, Eds. Clarke, D.R., et al. (1979)
↑ Zarzycki, J., Glasses and the Vitreous State, Cambridge Solid State Science Series, Eds. Clarke, D.R., et al.(1991)
↑ Fundamentals of Materials Science and Engineering, William D. Callister, John Wiley and Sons, 2nd International edition (September 3, 2004), ISBN 0-471-66081-7, ISBN 978-0-471-66081-1, p.184
↑ Peter Rice, Hugh Dutton (1995). Structural glass. Taylor & Francis. стр. 33. ISBN 0-419-19940-3.

Надворешни врски

Табела на механизми и процеси на деформација Архивирано на 17 октомври 2014 г. (англиски)

[Dav-1] Davidge, R.W., Mechanical Behavior of Ceramics, Cambridge Solid State Science Series, Eds. Clarke, D.R., et al. (1979)

[Zar-2] Zarzycki, J., Glasses and the Vitreous State, Cambridge Solid State Science Series, Eds. Clarke, D.R., et al.(1991)

[3] Fundamentals of Materials Science and Engineering, William D. Callister, John Wiley and Sons, 2nd International edition (September 3, 2004), ISBN 0-471-66081-7, ISBN 978-0-471-66081-1, p.184

[4] Peter Rice, Hugh Dutton (1995). Structural glass. Taylor & Francis. стр. 33. ISBN 0-419-19940-3.

[1]

[2]

[3]

[4]