![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Упругие деформации тел и силы притяжения к ним
Твердым телом в механике называется неизменимая система материальных точек, т.е. такая идеализированная система, при любых движениях которой взаимные расстояния между материальными точками системы остаются неизменными (материальные точки - достаточно малые макроскопические частицы). Силы притяжения и отталкивания обуславливают механическую прочность твердых тел. т. е. их способность противодействовать изменению формы и объема. Растяжению тел препятствуют силы межатомного притяжения, а сжатию - силы отталкивания. Недеформируемых тел в природе не существует. Деформация - изменение формы или объема тела под действием внешних сил. Деформация может быть упругая или неупругая. Упругая деформация - деформация, при которой после прекращения действия силы размеры и форма тела восстанавливаются. Упругие деформации возникают в теле под действием нагрузки и исчезают при ее снятии. Изменение формы (деформация) тел под действием приложенных к ним сил - свойство всех реальных тел. В случае упругой деформации форма тела после прекращения действия деформирующей силы восстанавливается (например, стальная пружина) в отличие от пластической деформации, которая остается после снятия нагрузки, т. е. прежняя форма уже не восстанавливается (например, сырая глина). Таким образом, упругость - свойство тела самостоятельно восстанавливать после деформации свою форму. Упругая сила (сила упругого напряжения), противодействуя изменению формы, нарастает и, в конце концов, прекращает деформацию как останавливающая сила - в этот момент она становится равной деформирующей нагрузке. Эта же упругая сила при снятии деформирующей нагрузки восстанавливает прежнюю форму тела как восстанавливающая сила. Напряжение деформированного тела измеряется в килограммах на квадратный сантиметр его сечения. Рассмотрим зависимость между деформацией тела и напряжением (на примере мягкой стали). Можно выделить 4 основных варианта: зона линейной упругости — напряжение прямо пропорционально деформации (идеальная пружина). После разгрузки деформация полностью исчезает; зона нелинейной упругости — на равные приращения деформации приходятся все меньшие (как у мягкой стали) или все большие (как у мышцы) приращения напряжения; после разгрузки форма тела полностью восстанавливается; зона пластической деформации — с увеличением деформации напряжение нарастает; после разгрузки форма тела восстанавливается не полностью (остаточная деформация); зона разрушения — тело начинает разрушаться. Зоны деформации различны у разных тел. Несколько упрощая, можно сказать, что у каждого тела в определенных условиях одна из зон больше других. Поэтому принято называть тело в зависимости от преобладающей зоны деформации линейно упругим, нелинейно упругим, пластическим или хрупким. После упругой деформации происходит полное восстановление формы (линия ЛО); после пластической может произойти некоторое ее восстановление (линия БВ), но будет еще остаточная деформация. В пределах малых деформаций упругих тел напряжение пропорционально деформации. Это выражено в законе Гука: s=Еe (линейная упругость) «растяжение нагруженного тела прямо пропорционально нагрузке». Коэффициент Е (коэффициент пропорциональности) называется модулем Юнга (продольной упругости). Он показывает, насколько изменяется напряжение при деформации данного тела, как тело сопротивляется деформации. Тела, для малых деформаций которых необходимы большие нагрузки, вызывающие большие напряжения, называются жесткими. Например, для чугуна модуль Юнга равен 900 000 кГ/см3; для кожаного ремня - 2000 кГ/см3; для мышцы - от 10 до 120 кГ/см2 и более.
|