Деформация твёрдого тела. Виды деформации

Если один конец тела закрепить, а к другому приложить силу, то эта сила сообщит частицам тела ускорение, они придут в движение и сместятся относительно положения равновесия. Пусть, например, тело сжимают с силой F. Частицы, находящиеся у края тела, приблизятся к частицам в следующем слое тела. При этом возрастут силы взаимодействия между частицами, равнодействующей которых является сила отталкивания. Она будет действовать на сместившиеся частицы, стремясь вернуть их в прежнее положение. Это и есть сила упругости. После прекращения действия внешней силы частицы вернутся на прежние места, а сила упругости исчезнет.

При пластической деформации частицы в кристалле смещаются иначе, чем при упругой. При пластической деформации происходит скольжение слоёв кристалла друг относительно друга (рис. 112, а). В этом случае частицы окружают такие же частицы, находящиеся на таких же расстояниях друг от друга, что и до смещения (рис. 112, б). Поэтому сила упругости в теле не возникает, хотя тело и находится в деформированном состоянии.

деформации частицы в кристалле

Виды деформации

3. Различают четыре основных вида деформации: растяжение {сжатие), сдвиг, кручение и изгиб.

Деформация растяжения была уже рассмотрена на примере пружины. Если один конец тела (пружины, стержня, проволоки) закрепить, а на другой подействовать силой, направленной вдоль этого тела (см. рис. 110), то тело растянется. То же самое произойдёт, если на оба конца тела подействовать двумя противоположно направленными силами. При растяжении увеличивается длина тела, но уменьшаются его поперечные размеры (рис. 113). Растяжение испытывают канаты, тросы, струны музыкальных инструментов, балки строительных конструкций и т. п.

Деформация растяжения

Сжатие происходит под действием двух сил, направленных навстречу друг другу (рис. 114). В этом случае уменьшается длина тела, но увеличиваются его поперечные размеры. Сжатию подвергаются фундаменты зданий, опоры, столбы, стены, ножки столов, стульев и т. п.

Сжатие

Если на тело действуют силы так, как это показано на рисунке 115, то они стремятся сместить одну часть тела относительно другой. В этом случае тело испытывает деформацию, называемую сдвигом. При сдвиге изменяется форма тела, но не меняется его объём. Сдвиг сопровождается растяжением и сжатием. Из рисунка 116 хорошо видно, что длина диагонали АС увеличивается, а длина диагонали BD уменьшается.

сдвиг

Сдвиг — распространённый вид деформации, он имеет место всегда, когда существует трение. Например, если пытаться сдвинуть с места тяжёлое тело или тянуть его по полу, то и в том, и в другом случае тело и пол подвергаются деформации сдвига. Такой деформации подвергаются заклёпки и болты, соединяющие изделия, сварные швы. Если деформация сдвига из упругой превращается в пластическую, то происходит перемещение одних слоёв вдоль других, что подобно течению жидкости, когда одни слои жидкости непрерывно сдвигаются относительно других.

<<< К началу Окончание >>>