დეფორმაცია

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                            დეფორმაცია

მყარი სხეულის დეფორმაციის (დაჭიმვის) ჩვეულებრივი დიაგრამა, ასეთი დიაგრამა დამახასიათებელია ნახშირბადოვანი ფოლადებისგან დამზადებული ნიმუშებისთვის, ჩანს დამახასიათებელი გამოსავლიანობა B-C.

(ლათინურიდან deformatio - "დამახინჯება") - სხეულების ფორმისა და ზომის ცვლილება ან მოცულობის ცვლილება, რომელიც დაკავშირებულია მათ მოძრაობასთან შედარებით, ძალის გამოყენების გამო, რომლის დროსაც სხეული ამახინჯებს თავის ფორმას. როგორც წესი, დეფორმაციას თან ახლავს ატომთაშორისი ძალების სიდიდის ცვლილება, რომლის საზომია ელასტიური მექანიკური დატვირთვა.

დეფორმაციის ტიპები იყოფა შექცევად (ელასტიური) და შეუქცევად (პლასტიკური, მცოცავი). შექცევადი დეფორმაციები ქრება გამოყენებული ძალების დასრულების შემდეგ, ხოლო შეუქცევადი დეფორმაციები რჩება. შექცევადი დეფორმაციები ემყარება სხეულის ატომების წონასწორობის პოზიციიდან გადაადგილებას, ხოლო შეუქცევადი დეფორმაციები ემყარება ატომების შეუქცევად გადაადგილებებს საწყისი წონასწორობის პოზიციებიდან დისტანციებზე (დატვირთვის მოხსნის შემდეგ ხდება გადაადგილება წონასწორობის ახალ პოზიციაზე). დაძაბულობა განისაზღვრება, როგორც დეფორმირებული ობიექტის სიგრძის ცვლილების თანაფარდობა მის თავდაპირველ სიგრძესთან. დეფორმაციას არ აქვს ფიზიკური განზომილება. დეფორმაციის სახეები: ათრევა, შეკუმშვა, დამსხვრევა, ღუნვა, ტორსიონი, ათრევა.

იხ. ვიდეო -  Ch6 Deformation Solids | CAIE 9702 AS Physics

დეფორმაციის ფიზიკურ-მექანიკური საფუძველი

დეფორმაცია არის სხეულის ნაწილაკების ფარდობითი პოზიციის ცვლილება, რომელიც დაკავშირებულია მათ მოძრაობასთან მიმართებაში, ძალის გამოყენების გამო, რომლის დროსაც მყარი სხეული ამახინჯებს თავის ფორმას. დეფორმაცია არის ატომთაშორისი მანძილების ცვლილებისა და ატომების ბლოკების გადაწყობის შედეგი. როგორც წესი, დეფორმაციას თან ახლავს ატომთაშორისი ძალების სიდიდის ცვლილება, რომლის საზომია ელასტიური მექანიკური სტრესი .

მყარი სხეულის დეფორმაცია შეიძლება გამოიწვიოს:

მოცულობის ცვლილებასთან დაკავშირებული ფაზური გარდაქმნები;

Თერმული გაფართოება;

მაგნეტიზაცია (მაგნიტოსტრიქცია);

ელექტრული მუხტის გამოჩენა (პიეზოელექტრული ეფექტი);

გარე ძალების შედეგი.

დაჭიმულ-კომპრესიული დეფორმაციაРастяжение или сжатие твердого объекта შეიძლება აღწერილი იყოს ფორმულით:

${\displaystyle 𝜖=\frac{({𝑙}_2-{𝑙}_1)}{{𝑙}_1}=\frac{\mathrm{\Delta }𝑙}{{𝑙}_1}}$

ასადც:

• ${\displaystyle {𝑙}_2}$ — ელემენტის სიგრძე დეფორმაციის შემდეგ;
• ${\displaystyle {𝑙}_1}$ — ამ ელემენტის ორიგინალური სიგრძე.

პრაქტიკაში უფრო ხშირია მცირე დეფორმაციები – ისეთი, რომ .

ფიზიკურ რაოდენობას, რომელიც ტოლია დეფორმირებული სხეულის საბოლოო და საწყის სიგრძეს (ზომის ცვლილებას) შორის სხვაობის მოდულის ტოლს, ეწოდება აბსოლუტური დეფორმაცია:

.

საშუალო დაძაბულობა არის შინაგანი ძალების განაწილების ინტენსივობა.

დეფორმაციის სახეები

დეფორმაციები იყოფა:

ელასტიური დეფორმაცია არის შექცევადი დეფორმაცია, რომელიც აღწერილია ჰუკის კანონით , რომლის დროსაც, გამოყენებული ძალების დასრულების შემდეგ, გადაადგილებული ატომთაშორისი ბმები უბრუნდებიან თავდაპირველ პოზიციას.

პლასტიკური დეფორმაცია არის შეუქცევადი დეფორმაცია, რომელშიც გამოყენებული ძალების დასრულების შემდეგ ხდება ატომთაშორისი ბმების შეუქცევადი გადაადგილება. ლითონის პლასტიკური დეფორმაციის დროს, ფორმის ცვლილებასთან ერთად, იცვლება მთელი რიგი თვისებები - კერძოდ, ცივი დეფორმაციის დროს, სიძლიერე იზრდება. პლასტიკური დეფორმაციის ბუნება შეიძლება განსხვავდებოდეს ტემპერატურის, დატვირთვის ხანგრძლივობის ან დაძაბვის სიჩქარის მიხედვით. პლასტიკური დეფორმაციის მექანიზმის ახსნის ერთ-ერთი თეორია არის კრისტალებში დისლოკაციის თეორია. ყველა ნამდვილ მყარ სხეულს, დეფორმაციისას, მეტ-ნაკლებად აქვს პლასტიკური თვისებები. გარკვეულ პირობებში, სხეულების პლასტიკური თვისებების უგულებელყოფა შეიძლება, როგორც ამას ელასტიურობის თეორიაში აკეთებენ. საკმარისი სიზუსტით, მყარი სხეული შეიძლება ჩაითვალოს ელასტიურად, ანუ ის არ ავლენს შესამჩნევ პლასტმასის დეფორმაციას, სანამ დატვირთვა არ გადააჭარბებს ელასტიურ ზღვარს.

მასალების გაფუჭება არის შეუქცევადი დეფორმაცია, რომელიც დროთა განმავლობაში ხდება მუდმივი დატვირთვის ქვეშ. ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება ცოცვის სიჩქარე. ცოცვის განსაკუთრებული შემთხვევებია რელაქსაცია და ელასტიური ეფექტი.

სხეულის დეფორმაციის სახეები იყოფა:

დაძაბულობა-შეკუმშვა;

ცვლა;

მოხვევა;

ტორსიონი.

უმეტეს შემთხვევაში, დაკვირვებული დეფორმაცია არის რამდენიმე ერთდროული მარტივი დეფორმაციის კომბინაცია. საბოლოო ჯამში, ნებისმიერი დეფორმაცია შეიძლება შემცირდეს ორ უმარტივესამდე: დაჭიმულობა (ან შეკუმშვა) და ათვლა:

• დეფორმაციის სახეობები
• შეკუმშვა
 
• 
  გაჭიმვა
 
• 
  ცვლა
 
• 
  ტორსიონი
 
• 
  მოხვრა

დეფორმაციას უწოდებენ ელასტიურს, თუ ის ქრება მისი გამომწვევი დატვირთვის მოხსნის შემდეგ (ანუ სხეული უბრუნდება პირვანდელ ზომასა და ფორმას), ხოლო პლასტიკას თუ დატვირთვის მოხსნის შემდეგ დეფორმაცია არ ქრება (ან მთლიანად არ ქრება).

დეფორმაციის შესწავლა

ფიზიკური სხეულის დეფორმაცია განისაზღვრება, თუ ცნობილია მისი თითოეული წერტილის გადაადგილების ვექტორი.

მყარი მდგომარეობის ფიზიკა - სწავლობს მყარი ნივთიერებების დეფორმაციას სტრუქტურულ მახასიათებლებთან დაკავშირებით.

დრეკადობისა და პლასტიურობის თეორია - განიხილავს გადაადგილებებს და ძაბვებს დეფორმირებად მყარ სხეულებში. სხეულები განიხილება როგორც "მყარი".

დეფორმირებადი მყარი სხეულების მექანიკა - ეხება წონასწორობის მდგომარეობების და მოძრაობების შესწავლას რეალურ სხეულებში, მოძრაობის დროს ნაწილაკებს შორის მანძილების ცვლილების გათვალისწინებით. ამ შემთხვევაში, რეალური სხეულები მყარად ითვლება.

უწყვეტობა - უწყვეტობაში იგულისხმება სხეულის მატერიალური ობიექტები, რომლებიც განუწყვეტლივ იკავებენ სივრცის მთელ მოცულობას, რომელიც შემოიფარგლება უწყვეტი ზედაპირებით. სხეული მყარია, თუ ის აკმაყოფილებს უწყვეტობის პირობებს. უწყვეტობის კონცეფცია ასევე ეხება ელემენტარულ მოცულობებს, რომლებშიც სხეული შეიძლება გონებრივად დაიყოს.

ჰუკის კანონი - აღწერს დეფორმირებადი მყარის ქცევას დრეკად ზონაში.

სითხეებისა და გაზებისთვის, რომელთა ნაწილაკები ადვილად მოძრავია, დეფორმაციის შესწავლა იცვლება მყისიერი სიჩქარის განაწილების შესწავლით.

ყოველი ორი მიმდებარე უსასრულო მოცულობის ცენტრებს შორის მანძილის ცვლილება სხეულში, რომელიც არ განიცდის უწყვეტობას, მცირე უნდა იყოს ამ მანძილის საწყის მნიშვნელობასთან შედარებით.

დაძაბულობის გაზომვა

დეფორმაცია იზომება ან მასალების ტესტირების პროცესში მათი მექანიკური თვისებების დასადგენად, ან სტრუქტურის შესწავლისას ადგილზე ან მოდელებზე სტრესების სიდიდის შესაფასებლად.

ელასტიური დეფორმაციები ძალიან მცირეა და მათი გაზომვა მოითხოვს მაღალ სიზუსტეს.

დაძაბულობის გაზომვას ეწოდება დაძაბულობის გაზომვა.

დეფორმაციის გაზომვები ხორციელდება:

დაძაბულობის ლიანდაგები;

დაძაბულობის ლიანდაგები;

პოლარიზაცია-ოპტიკური ძაბვის კვლევის მეთოდი;

რენტგენის დიფრაქციული ანალიზი.

ადგილობრივი პლასტმასის დეფორმაციების გასაზომად, მასალად გამოიყენება ბადისებრი ბადე, ადვილად დაბზარული ლაქი ან მტვრევადი შუასადებები.