4 typy deformácií. Deformácia

Mechanické pôsobenie na telo mení vzájomnú polohu jeho častíc. Deformácia - zmeniť relatívnu polohu body tela, čo vedie k zmene jeho tvaru a veľkosti.

Keď na teleso pôsobí vonkajšia deformačná sila, mení sa vzdialenosť medzi časticami. To vedie k vzniku vnútorných síl, ktoré majú tendenciu vrátiť atómy (ióny) do ich pôvodnej polohy. Meradlom týchto síl je mechanické Napätie. Napätie sa nemeria priamo. V niektorých prípadoch sa dá vypočítať pomocou vonkajšie sily pôsobiace na telo.

V závislosti od podmienok vonkajšieho vplyvu existuje niekoľko spôsobov deformácie, ktoré sú uvedené nižšie.

Stretch (kompresia)

K tyči (bar) s dĺžkou l a plocha prierezu S, pôsobí sila F, riadený kolmý rezu (obr. 11.1). V dôsledku toho mechanické Napätie o, ktorý je v tomto prípade charakterizovaný pomerom sily k ploche prierezu tyče (malá zmena plochy prierezu sa neberie do úvahy):

V SI sa mechanické napätie meria v Pascals(Pa).

Ryža. 11.1. Deformácie v ťahu a tlaku

Pôsobením aplikovanej sily sa dĺžka tyče zmení o určitú hodnotu ∆ l, ktorá sa volá absolútne deformácia. Veľkosť absolútnej deformácie závisí od počiatočnej dĺžky tyče, takže stupeň deformácie je vyjadrený ako pomer absolútnej deformácie k počiatočnej dĺžke. Tento vzťah sa nazýva príbuzný deformácia (ε):

Relatívna deformácia je bezrozmerná veličina. Niekedy

vyjadruje sa v percentách:

Pri malej hodnote relatívnej deformácie je vzťah medzi deformáciou a mechanickým napätím vyjadrený Hookovým zákonom:

kde E- Youngov modul, Pa (modul pozdĺžnej pružnosti).

O elastická deformácia napätie je priamo úmerné množstvu napätia.

Youngov modul sa číselne rovná napätiu, ktoré zdvojnásobuje dĺžku vzorky (v praxi dochádza k deštrukcii vzoriek pri oveľa nižších napätiach). V tabuľke. 11.1 sú uvedené hodnoty modulov pružnosti niektorých materiálov.

Vo väčšine prípadov pri ťahu alebo tlaku je stupeň deformácie v rôznych častiach tyče odlišný. To je možné vidieť, ak sa na povrch tela aplikuje štvorcová sieť. Po deformácii bude sieťka zdeformovaná. Podľa povahy a veľkosti tohto skreslenia možno posúdiť rozloženie napätia pozdĺž vzorky (obr. 11.2).

Tabuľka 11.1

Modul pružnosti (Youngov modul) niektorých materiálov

Je vidieť, že zmeny tvaru buniek mriežky sú maximálne v strednej časti tyče a na jej okrajoch takmer chýbajú.

Shift

Šmyková deformácia nastáva, ak na teleso pôsobí tangenciálna sila pôsobiaca rovnobežne s pevnou základňou (obr. 11.3). V tomto prípade je smer posunutia voľnej základne rovnobežný s aplikovanou silou a kolmý na bočnú plochu. V dôsledku šmykovej deformácie sa pravouhlý rovnobežnosten stáva šikmým. V tomto prípade sú bočné plochy posunuté o určitý uhol γ, ktorý sa nazýva šmykový uhol.

Ryža. 11.2. Deformácia štvorcového pletiva pri natiahnutí tyče

Ryža. 11.3. Šmyková deformácia

Absolútna šmyková deformácia sa meria posunutím voľnej bázy (∆ l). Relatívna šmyková deformácia sa určuje prostredníctvom dotyčnice šmykového uhla tgγ, nazývaného relatívny šmyk. Keďže uhol y je zvyčajne malý, môžeme predpokladať

Pri strihu vzniká vo vzorke šmykové napätie τ (tangenciálne napätie), ktoré sa rovná pomeru sily (F) až základná plocha (S), rovnobežná s ktorou sila pôsobí:

Pri malom relatívnej šmykovej deformácii je vzťah medzi deformáciou a mechanickým napätím vyjadrený empirickým vzťahom:

kde G je modul pružnosti v šmyku, Pa.

ohnúť

Tento typ deformácie je charakterizovaný zakrivením osi alebo strednej plochy deformovateľného predmetu (nosníka, tyče) pôsobením vonkajších síl (obr. 11.4). Pri ohýbaní jeden vonkajšia vrstva tyč je stlačená, zatiaľ čo druhá vonkajšia vrstva je natiahnutá. Stredná vrstva (nazývaná neutrálna vrstva) len mení svoj tvar pri zachovaní dĺžky. Stupeň deformácie tyče, ktorá má dva body podpory, je určený posunutím X, ktoré prijíma stred tyče. Hodnota A sa nazýva vychyľovacia šípka.

Ryža. 11.4. Ohybové deformácie

Vzhľadom na priamu tyč sa v závislosti od smeru pôsobiacich síl nazýva ohýbanie pozdĺžne alebo priečne. Pozdĺžny ohyb nastáva pri pôsobení síl smerujúcich pozdĺž lúča a aplikovaných na jeho konce smerom k sebe (obr. 11.5, a). Priečne ohýbanie nastáva pri pôsobení síl smerujúcich kolmo na lúč a aplikovaných ako na jeho konce, tak aj v strednej časti (obr. 11.5, b). Existuje aj zmiešané pozdĺžne-priečny ohyb (obr. 11.5, c).

Ryža. 11.5. Rôzne druhy ohýbania: a) pozdĺžne, b) priečne, c) pozdĺžne priečne

Krútenie

Tento typ deformácie je charakterizovaný vzájomným otáčaním prierezov tyče pod vplyvom momentov (dvojíc síl) pôsobiacich v rovine týchto rezov. Krútenie nastáva napríklad vtedy, keď je spodná základňa tyče pevná a horná základňa je otáčaná okolo pozdĺžnej osi, obr. 11.6.

V tomto prípade zostáva vzdialenosť medzi rôznymi vrstvami prakticky nezmenená, ale body vrstiev ležiacich na rovnakej vertikále sú voči sebe posunuté. Tento posun bude na rôznych miestach odlišný. Napríklad v strede nebude vôbec žiadny posun, maximálne bude na okrajoch. Tým sa torzná deformácia redukuje na šmykovú deformáciu, ktorá je odlišná v rôzne časti t.j. k nehomogénnemu šmyku.

Základňa je pevná

Ryža. 11.6. Torzné deformácie

Ryža. 11.6, a. Korekcia asymetrie tváre pomocou lepiacej pásky

Absolútna deformácia pri krútení je charakterizovaná uhlom rotácie (φ) jednej základne voči druhej. Relatívna deformácia (θ) sa rovná pomeru uhla φ k dĺžke tyče:

Porovnaním rôznych spôsobov deformácie homogénnych telies je možné vidieť, že všetky prichádzajú ku kombinácii ťahu (stlačenia) a šmyku.

Príklad

Na odstránenie asymetrie tváre po úraze sa pacientovi aplikuje zo zdravej strany náplasť, obr. 11.6, a.

Adhézne napätie smeruje proti ťahu svalov zdravú pokožku a vykonáva sa pevným upevnením druhého voľného konca náplasti na špeciálnu prilbu - masku, vyrobenú individuálne.

Druhy deformácií

Závislosť mechanického namáhania od relatívneho napätia pre pevné látky v ťahu je znázornená na obr. 11.7.

Ryža. 11.7. Napätie verzus deformácia - diagram ťahu

Oddiel OV zodpovedá elastické deformácia, ktorá zmizne ihneď po odstránení záťaže.

Bod B - elastický limitσ riadenie - napätie, pod ktorým si deformácia zachováva elastický charakter (t.j. platí Hookov zákon).

Sekcia VM zodpovedá plastická deformácia, ktorý po vyložení nezmizne.

Parcela MN vyhovuje výnosový kmeň, ktorý sa zvyšuje bez zvýšenia napätia. Napätie, pri ktorom sa deformácia stáva tekutou, sa nazýva výnosový limit.

Bod C - pevnosť v ťahuσ p - mechanické napätie, pri ktorom dochádza k deštrukcii vzorky. Pevnosť v ťahu závisí od spôsobu deformácie a vlastností materiálu.

V oblasti elastických deformácií (lineárna oblasť) vzťah medzi mechanickým napätím a deformáciou popisuje Hookov zákon (11.2).

Pevnosť

Pevnosť- schopnosť telies odolať zaťaženiu, ktoré na ne pôsobí, bez zničenia.

Sila je zvyčajne charakterizovaná veľkosťou konečného napätia, ktoré spôsobuje deštrukciu tela, keď túto metódu deformácia.

Pevnosť v ťahu je konečné napätie, pri ktorom sa vzorka zlomí.

O rôznymi spôsobmi hodnoty deformácie pevnosti v ťahu sú rôzne.

Nižšie (tabuľka 11.2) je to znázornené na príklade stehenná kosť niektoré biologické objekty.

Deformácie sa delia na vratné (elastické) a nevratné (nepružné, plastické, dotvarovanie). Elastické deformácie po ukončení pôsobenia pôsobiacich síl miznú, pričom nevratné zostávajú. Elastické deformácie sú založené na reverzibilných posunoch atómov tela z rovnovážnej polohy (inými slovami, atómy neprekračujú hranice medziatómových väzieb); ireverzibilné sú založené na nevratných posunoch atómov v značných vzdialenostiach od počiatočných rovnovážnych polôh (teda prekročení rámca medziatómových väzieb, po odstránení záťaže preorientovanie sa do novej rovnovážnej polohy).

Plastické deformácie sú nevratné deformácie spôsobené zmenami napätí. Creepové deformácie sú nezvratné deformácie, ktoré sa vyskytujú v priebehu času. Schopnosť látok plasticky sa deformovať sa nazýva plasticita. Pri plastickej deformácii kovu sa súčasne so zmenou tvaru mení množstvo vlastností - najmä pri deformácii za studena sa zvyšuje pevnosť.

Encyklopedický YouTube

1 / 3

✪ Lekcia 208. Deformácia pevných telies. Klasifikácia typov deformácií

✪ Deformačné a elastické sily. Hookov zákon | Fyzika ročník 10 #14 | info lekcia

✪ Deformácia

titulky

Druhy deformácií

Väčšina jednoduché pohľady Deformácie tela vo všeobecnosti:

Vo väčšine praktických prípadov je pozorovaná deformácia kombináciou niekoľkých súčasných jednoduchých deformácií. V konečnom dôsledku je možné akúkoľvek deformáciu zredukovať na dve najjednoduchšie: napätie (alebo stlačenie) a šmyk.

Štúdia deformácie

Charakter plastickej deformácie môže byť rôzny v závislosti od teploty, trvania zaťaženia alebo rýchlosti deformácie. Pri konštantnom zaťažení tela sa deformácia mení s časom; tento jav sa nazýva tečenie. So zvyšujúcou sa teplotou sa rýchlosť tečenia zvyšuje. Špecifickými prípadmi tečenia sú relaxácia a elastický následný efekt. Jednou z teórií vysvetľujúcich mechanizmus plastickej deformácie je teória dislokácií v kryštáloch.

Kontinuita

V teórii pružnosti a plasticity sa telesá považujú za „pevné“. Kontinuita (to znamená schopnosť vyplniť celý objem, ktorý zaberá materiál tela, bez akýchkoľvek dutín) je jednou z hlavných vlastností pripisovaných skutočným telesám. Koncept kontinuity platí aj pre elementárne objemy, na ktoré možno telo mentálne rozdeliť. Zmena vzdialenosti medzi stredmi každého z dvoch susedných nekonečne malých objemov v tele, ktoré nemá diskontinuity, musí byť malá v porovnaní s počiatočnou hodnotou tejto vzdialenosti.

Najjednoduchšia elementárna deformácia

Najjednoduchšia elementárna deformácia(alebo relatívna deformácia) je relatívne predĺženie nejakého prvku:

ϵ = (l 2 − l 1) / l 1 = Δ l / l 1 (\displaystyle \epsilon =(l_(2)-l_(1))/l_(1)=\Delta l/l_(1))

V praxi sú bežnejšie malé deformácie – také, že ϵ ≪ 1 (\displaystyle \epsilon \ll 1).

Človek začína čeliť procesu deformácie od prvých dní svojho života. Umožňuje nám cítiť dotyk. Plastelínu možno pripomenúť ako živý príklad deformácie z detstva. Existovať odlišné typy deformácií. Fyzika zvažuje a študuje každú z nich. Na začiatok predstavíme definíciu samotného procesu a potom postupne zvážime možné klasifikácie a typy deformácií, ktoré sa môžu vyskytnúť v pevných objektoch.

Definícia

Deformácia je proces pohybu častíc a prvkov tela vzhľadom na ich relatívnu polohu v tele. Jednoducho povedané, ide o fyzickú zmenu vonkajšie formy akýkoľvek predmet. Existujú nasledujúce typy deformácií:

• posun;
• krútenie;
• ohýbať sa;

Ako každý iný fyzikálne množstvo možno zmerať deformáciu. V najjednoduchšom prípade sa používa nasledujúci vzorec:

e \u003d (p 2 -p 1) / p 1,

kde e je najjednoduchšia elementárna deformácia (zväčšenie alebo zmenšenie dĺžky tela); p 2 a p 1 - dĺžka tela po a pred deformáciou.

Klasifikácia

Vo všeobecnom prípade možno rozlíšiť nasledujúce typy deformácií: elastické a neelastické. Elastické alebo reverzibilné deformácie zmiznú po zmiznutí sily, ktorá na ne pôsobí. Základ tohto fyzikálneho zákona sa používa v posilňovacích zariadeniach, napríklad v expanderi. Ak hovoríme o fyzickej zložke, potom je založená na reverzibilnom premiestňovaní atómov - nepresahujú interakciu a rámec medziatómových väzieb.

Neelastické (nevratné) deformácie, ako viete, sú opačným procesom. Akákoľvek sila, ktorá pôsobí na telo, zanecháva stopy/deformáciu. Tento typ nárazu zahŕňa aj deformáciu kovov. Pri tomto type zmeny tvaru sa často môžu meniť aj iné vlastnosti materiálu. Napríklad deformácia spôsobená chladením môže zvýšiť pevnosť produktu.

Shift

Ako už bolo uvedené, existujú rôzne typy deformácií. Delia sa podľa charakteru zmeny tvaru tela. V mechanike je šmyk taká zmena tvaru, pri ktorej je spodná časť lúča pevná a sila pôsobí tangenciálne na horný povrch. Relatívna šmyková deformácia je určená nasledujúcim vzorcom:

kde X 12 je absolútny posun vrstiev telesa (to znamená vzdialenosť, o ktorú sa vrstva posunula); B je vzdialenosť medzi pevnou základňou a rovnobežnou šmykovou vrstvou.

Krútenie

Ak by sa typy mechanických deformácií rozdelili podľa zložitosti výpočtov, potom by tento obsadil prvé miesto. Tento typ zmeny tvaru telesa nastáva, keď naň pôsobia dve sily. V tomto prípade dôjde k posunutiu ktoréhokoľvek bodu telesa kolmo na os pôsobiacich síl. Keď už hovoríme o tomto type deformácie, treba spomenúť nasledujúce veličiny, ktoré sa majú vypočítať:

1. Φ je uhol natočenia valcovej tyče.
2. T je moment akcie.
3. L je dĺžka tyče.
4. G je moment zotrvačnosti.
5. W - modul pružnosti v šmyku.

Vzorec vyzerá takto:

F \u003d (T * L) / (G * W).

Ďalšou veličinou, ktorú je potrebné vypočítať, je relatívny uhol natočenia:

Q=F/L (hodnoty sú prevzaté z predchádzajúceho vzorca).

ohnúť

Ide o typ deformácie, ku ktorej dochádza pri zmene polohy a tvaru osí lúčov. Je tiež rozdelená na dva typy - šikmé a rovné. Priame ohýbanie je typ deformácie, pri ktorej pôsobiaca sila dopadá priamo na os predmetného nosníka, v každom inom prípade hovoríme o šikmom ohybe.

Napätie-kompresia

Rôzne typy deformácií, ktorých fyzika je celkom dobre študovaná, sa zriedka používajú na riešenie rôznych problémov. Pri vyučovaní v škole sa však jeden z nich často používa na zistenie úrovne vedomostí žiakov. Okrem tohto názvu, tohto typu deformácia, existuje aj ďalší, ktorý znie takto: lineárny stav napätia.

K napätiu (stlačeniu) dochádza vtedy, keď sila pôsobiaca na predmet prechádza jeho ťažiskom. Ak hovoríme o vizuálnom príklade, potom napätie vedie k zväčšeniu dĺžky tyče (niekedy k zlomeniu) a stlačenie vedie k zníženiu dĺžky a vzniku pozdĺžnych ohybov. Napätie spôsobené týmto typom deformácie je priamo úmerné sile pôsobiacej na telo a nepriamo úmerné ploche prierezu lúča.

Hookov zákon

Základný zákon uvažovaný pri deformácii tela. Deformácia, ktorá v tele vzniká, je podľa neho priamo úmerná pôsobiacej sile. Jedinou výhradou je, že je použiteľný iba pri malých hodnotách deformácie, pretože pri veľkých hodnotách a prekročení limitu proporcionality sa tento vzťah stáva nelineárnym. V najjednoduchšom prípade (pre tenkú ťahovú tyč) má Hookov zákon nasledujúcu formu:

kde F je aplikovaná sila; k - koeficient pružnosti; L je zmena dĺžky lúča.

Ak je všetko jasné s dvoma hodnotami, potom koeficient (k) závisí od niekoľkých faktorov, ako je materiál produktu a jeho rozmery. Jeho hodnotu je možné vypočítať aj pomocou nasledujúceho vzorca:

kde E je Youngov modul; C - plocha prierezu; L je dĺžka lúča.

závery

V skutočnosti existuje veľa spôsobov, ako vypočítať deformáciu objektu. Rôzne typy deformácií používajú rôzne koeficienty. Typy deformácií sa líšia nielen formou výsledku, ale aj silami pôsobiacimi na objekt a na výpočty budete potrebovať pozoruhodné úsilie a znalosti v oblasti fyziky. Dúfame, že tento článok vám pomôže pochopiť základné fyzikálne zákony a tiež vám umožní posunúť sa v ich štúdiu o niečo ďalej.

Deformácia(Angličtina) deformácia) je zmena tvaru a veľkosti telesa (alebo časti telesa) vplyvom vonkajších síl, so zmenami teploty, vlhkosti, fázových premien a iných vplyvov, ktoré spôsobujú zmenu polohy častíc telesa. S rastúcim namáhaním môže deformácia skončiť deštrukciou. Schopnosť materiálov odolávať deformácii a lomu pri namáhaní iný druh zaťaženie je charakterizované mechanickými vlastnosťami týchto materiálov.

Na vzhľade jedného alebo druhého typ deformácie povaha stresu aplikovaného na telo má veľký vplyv. Sám deformačné procesy sú spojené s prevládajúcim pôsobením tangenciálnej zložky napätia, iné - s pôsobením jeho normálnej zložky.

Druhy deformácií

Podľa povahy zaťaženia pôsobiaceho na telo typy deformácií rozdelené takto:

• Deformácia v ťahu;
• kompresná deformácia;
• Šmyková (alebo šmyková) deformácia;
• Torzná deformácia;
• Deformácia ohybom.

Komu najjednoduchšie typy deformácií zahŕňajú: ťahové napätie, tlakové napätie, šmykové napätie. Rozlišujú sa aj tieto typy deformácií: deformácia všestranným stlačením, krútením, ohybom, čo sú rôzne kombinácie najjednoduchších typov deformácií (šmyk, tlak, ťah), pretože sila pôsobiaca na telo vystavené deformácii je zvyčajne nie je kolmý na jeho povrch, ale je nasmerovaný pod uhlom, čo spôsobuje normálové aj šmykové napätie. Štúdiom typov deformácií zaoberajúci sa takými vedami ako fyzika pevných látok, veda o materiáloch, kryštalografia.

ICM (www.webová stránka)

V pevných látkach, najmä kovoch, emitujú dva hlavné typy deformácií- elastická a plastická deformácia, ktorých fyzikálna podstata je odlišná.

deformácia kovu. Elastická a plastická deformácia

Vplyv elastická (reverzibilná) deformácia na tvare, štruktúre a vlastnostiach telesa je po ukončení pôsobenia síl (zaťažení), ktoré ho vyvolali, úplne eliminované, keďže pri pôsobení pôsobiacich síl dochádza len k miernemu posunu atómov alebo k rotácii kryštálových blokov. . Odolnosť kovu voči deformácii a zničeniu sa nazýva pevnosť. Sila je prvou požiadavkou pre väčšinu produktov.

Modul pružnosti je charakteristikou odolnosti materiálov voči elastickej deformácii. Keď napätie dosiahne tzv elastický limit(alebo prah elasticity) deformácia sa stáva nezvratnou.

Plastická deformácia, zostávajúce po odstránení záťaže, súvisí s pohybom atómov vo vnútri kryštálov na relatívne veľké vzdialenosti a spôsobuje zvyškové zmeny tvaru, štruktúry a vlastností bez makroskopických diskontinuít v kove. Plastická deformácia sa nazýva aj trvalá alebo nevratná. Môže sa uskutočniť plastická deformácia kryštálov posuvné a twinning.

ICM (www.webová stránka)

Plastická deformácia kovu. Kovy sa vyznačujú väčšou odolnosťou voči ťahu alebo tlaku ako voči strihu. Preto je proces plastickej deformácie kovu zvyčajne kĺzavý proces jedna časť kryštálu vzhľadom na druhú pozdĺž kryštalografickej roviny alebo sklzových rovín s hustejším usporiadaním atómov, kde je najmenší šmykový odpor. Kĺzanie sa uskutočňuje v dôsledku premiestnenia dislokácií v kryštáli. V dôsledku kĺzania sa kryštalická štruktúra pohyblivých častí nemení.

Ďalší mechanizmus plastická deformácia kovu je twinning. Pri twinningovej deformácii je šmykové napätie vyššie ako pri kĺzaní. Dvojčatá sa zvyčajne vyskytujú, keď je kĺzanie ťažké z jedného alebo druhého dôvodu. Deformácia zdvojenia sa zvyčajne pozoruje pri nízkych teplotách a vysokých rýchlostiach zaťaženia.

Plasticita je vlastnosť pevných telies pri pôsobení vonkajších síl meniť svoj tvar a rozmery bez zrútenia a po odstránení týchto síl si zachovať zvyškové (plastické) deformácie. Neprítomnosť alebo nízka hodnota plasticity sa nazýva krehkosť. Plasticita kovov je široko používaná v strojárstve.

Spracoval: Kornienko A.E. (ICM)

Lit.:

1. Zhukovets I.I. Mechanické skúšanie kovov: Proc. pre priem. PTU. - 2. vyd., prepracované. a dodatočné - M.: Vyssh.shk., 1986. - 199 s.: chorý. - (Odborné vzdelanie). BBC 34.2. F 86. UJ 620.1
2. Gulyaev A.P. Veda o kovoch. - M.: Metalurgia, 1977. - UDC669,0 (075,8)
3. Solntsev Yu.P., Pryakhin E.I., Voytkun F. Náuka o materiáloch: Učebnica pre stredné školy. - M.: MISIS, 1999. - 600 s. - MDT 669,017

DEFINÍCIA

deformácia vo fyzike sa zmena veľkosti, objemu a často aj tvaru telesa nazýva, ak na teleso pôsobí vonkajšie zaťaženie, napríklad pri ťahu, stláčaní a (a) pri zmene jeho teploty.

Deformácia sa objaví, ak rôzne časti tela vykonávajú rôzne pohyby. Napríklad, ak je gumová šnúra ťahaná za konce, potom sa jej rôzne časti navzájom posunú a šnúra sa zdeformuje (natiahne, predĺži). Počas deformácie sa vzdialenosti medzi atómami alebo molekulami telies menia, preto vznikajú elastické sily.

Typy deformácií pevných telies

Deformácie môžeme rozdeliť na elastické a neelastické. Elastická deformácia je deformácia, ktorá zmizne, keď prestane deformačný účinok. Pri tomto type deformácie sa častice vracajú z nových rovnovážnych polôh v kryštálovej mriežke do starých.

Neelastické deformácie pevné telo nazývaný plast. Pri plastickej deformácii dochádza k nevratnému preskupeniu kryštálovej mriežky.

Okrem toho sa rozlišujú tieto typy deformácie: napätie (stlačenie); posúvať, krútiť.

Jednostranný strečing spočíva vo zväčšení dĺžky tela pod vplyvom naťahovacej sily. Mierou tohto typu deformácie je hodnota relatívneho predĺženia ().

Deformácia všestranného natiahnutia (stlačenia) sa prejavuje zmenou (zväčšením alebo zmenšením) objemu tela. V tomto prípade sa tvar tela nemení. Ťahové (tlakové) sily sú rovnomerne rozložené po celom povrchu telesa. Charakteristickým znakom tohto typu deformácie je relatívna zmena objemu telesa ().

Strih je typ deformácie, pri ktorej sú ploché vrstvy pevnej látky posunuté navzájom rovnobežne. Pri tomto type deformácie vrstvy nemenia svoj tvar a veľkosť. Mierou tejto deformácie je uhol šmyku.

Torzná deformácia spočíva v relatívnom otáčaní rezov navzájom rovnobežných, kolmých na os vzorky.

V teórii elasticity bolo dokázané, že všetky typy elastickej deformácie možno redukovať na ťahové alebo tlakové deformácie, ktoré sa vyskytujú v jednom časovom bode.

Hookov zákon

Uvažujme homogénnu tyč s dĺžkou l a plochou prierezu S. Na konce tyče pôsobia dve sily rovnakej veľkosti F, smerujúce pozdĺž osi tyče, ale v opačných smeroch. V tomto prípade sa dĺžka tyče zmenila o hodnotu .

Anglický vedec R. Hooke empiricky zistil, že pre malé deformácie je relatívne predĺženie () priamo úmerné napätiu ():

kde E je Youngov modul; - sila, ktorá pôsobí na jednotkovú plochu prierezu vodiča. V opačnom prípade je Hookov zákon napísaný takto:

kde k je koeficient pružnosti. Pre pružnú silu vznikajúcu v tyči má Hookov zákon tvar:

Lineárny vzťah medzi a sa vykonáva v úzkych medziach, pri malých zaťaženiach. Pri zvyšovaní zaťaženia sa závislosť stáva nelineárnou a potom elastická deformácia prechádza do plastickej deformácie.

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

Cvičenie	Aká je potenciálna energia natiahnutej pružnej tyče, ak jej absolútne predĺženie je , koeficient pružnosti sa rovná k? Predpokladajme, že Hookov zákon je v tomto prípade splnený.
Riešenie	Potenciálna energia () elastickej natiahnutej tyče sa rovná práci (A) vykonanej vonkajšími silami, ktoré spôsobujú deformáciu: kde x je absolútne predĺženie tyče, ktoré sa pri deformácii mení z 0 na. Podľa Hookovho zákona máme: Dosadíme výraz (1.2) do vzorca (1.1), máme: