Rugalmas és plasztikus deformáció
A deformáció egy fizikai tárgy alakváltozásának hatása, amikor külső erő hat a felületre. Az erők normál, tangenciális vagy forgatónyomatékként alkalmazhatók a felületen. Ha egy test a külső erők hatására sem változtatja meg alakját, akkor az objektumot tökéletes szilárd tárgyként határozzák meg. A természetben nincsenek tökéletes szilárd testek; minden tárgynak megvannak a maga deformációi. Ebben a cikkben azt fogjuk megvitatni, hogy mi a rugalmas alakváltozás és a képlékeny alakváltozás, hogyan találkoznak velük a természetben és mik az alkalmazásuk.
Rugalmas deformáció
Ha egy külső stressz egy szilárd testre hat, a test hajlamos széthúzni magát. Ez megnöveli a rács atomjainak távolságát. Minden atom megpróbálja a lehető legközelebb húzni a szomszédját. Ez olyan erőt okoz, amely megpróbál ellenállni a deformációnak. Ezt az erőt feszültségnek nevezik. Ha a feszültség és a feszültség grafikonját ábrázoljuk, akkor a diagram lineáris lesz néhány alacsonyabb alakváltozás esetén. Ez a lineáris terület az a zóna, amelyben az objektum rugalmasan deformálódik. A rugalmas alakváltozás mindig visszafordítható. Kiszámítása Hooke törvénye alapján történik. A Hooke-törvény kimondja, hogy az anyag rugalmas tartományában az alkalmazott feszültség megegyezik a Young modulusának és az anyag feszülésének szorzatával. A szilárd anyag rugalmas alakváltozása reverzibilis folyamat, amikor az alkalmazott feszültséget eltávolítva a szilárd anyag visszatér eredeti állapotába.
Műanyag deformáció
Amikor a feszültség és a feszültség diagramja lineáris, akkor azt mondják, hogy a rendszer rugalmas állapotban van. Amikor azonban a stressz nagy, a cselekmény egy kis ugrást hajt végre a tengelyeken. Ez az a határ, amelynél képlékeny alakváltozássá válik. Ez a határ az anyag folyási szilárdsága. A képlékeny alakváltozás leginkább a szilárd anyag két rétegének csúszása miatt következik be. Ez a csúszó folyamat nem visszafordítható. A képlékeny alakváltozást néha visszafordíthatatlan alakváltozásnak nevezik, de a képlékeny alakváltozás egyes módjai valóban visszafordíthatók. A hozamerősség-ugrás után a feszültség-alakváltozás görbe sima görbévé válik csúccsal. Ennek a görbének a csúcsa a végső szilárdság. A végső szilárdság után az anyag „nyakba kezd”, így a sűrűség a hosszúságban egyenetlen lesz. Ez nagyon kis sűrűségű területeket tesz az anyagban, így könnyen feltörhető. A fémkeményedésben plasztikus alakváltozást alkalmaznak az atomok alapos csomagolására.
Mi a különbség a rugalmas alakváltozás és a képlékeny alakváltozás között?
- A rugalmas alakváltozás és a képlékeny alakváltozás közötti fő különbség az, hogy a rugalmas alakváltozás mindig visszafordítható, és a képlékeny alakváltozás visszafordíthatatlan, kivéve néhány nagyon ritka esetet.
- A rugalmas deformáció során a molekulák vagy atomok közötti kötések épek maradnak, de csak a hosszukat változtatják meg; A plasztikus deformációs jelenségek, például a lemez csúszása a kötések teljes hasadása miatt következik be.
- A rugalmas alakváltozás lineáris összefüggést mutat a feszültséggel, míg a képlékeny alakváltozás csúcsos görbületet mutat.
