Deformazione: taglio, tensione, compressione, torsione, flessione. Esempi di deformazione. Tipi di deformazione dei solidi

Immaginiamo un'asta diritta fissata ad un'estremità in una morsa. Se appendi un peso all'altra estremità libera, l'asta si piegherà. A seconda dell'entità del peso, della sezione trasversale dell'asta e dell'entità della sua estensione, la deflessione dell'asta varierà entro limiti significativi. Un cambiamento nella forma o nelle dimensioni di un corpo sotto l'influenza delle forze ad esso applicate è chiamato deformazione del corpo.

Se, dopo la cessazione della forza, la forma del corpo viene ripristinata, tale deformazione si chiama deformazione elastica. Se, dopo la cessazione della forza, il corpo rimane deformato, tale deformazione si chiama deformazione residua o deformazione plastica.

Distinguere i seguenti tipi deformazioni.

Deformazione a trazione e compressione. Tale deformazione è subita da un corpo al quale vengono applicate forze lungo il suo asse, come, ad esempio, l'asta di un bullone serrato con un dado, una fune di meccanismi di sollevamento, ecc.

L'entità della deformazione a trazione è tanto maggiore quanto maggiore è l'entità della forza applicata e la lunghezza del corpo allungato e quanto minore è la sua sezione trasversale.

Deformazione torsionale. Un esempio di corpo che subisce una deformazione torsionale è un albero con una puleggia motrice a un'estremità e una puleggia condotta all'altra. Sotto l'influenza di due coppie dirette verso lati diversi, l'albero viene ruotato di un angolo, la cui entità dipende dall'entità delle coppie e dalla sezione trasversale dell'albero.

Deformazione da flessione. Si sperimenta una deformazione da flessione vari tipi travi, assi e altre parti che hanno uno o più supporti e sono caricate con forze concentrate o distribuite.

La densità del metallo cambia leggermente a causa della deformazione plastica1. Questo cambiamento non ha alcun significato pratico quando si risolvono problemi legati a sollecitazioni e deformazioni, quindi è generalmente accettato condizione successiva: il volume di un corpo plasticamente deformabile1 rimane costante, ovvero il volume del corpo prima della deformazione plastica è uguale al suo volume dopo la deformazione.
Da ciò non consegue che il volume di un corpo durante il periodo di deformazione plastica stessa quando è caricato da forze esterne sia uguale al suo volume dopo la rimozione del carico. La deformazione plastica di un corpo è sempre accompagnata dalla sua deformazione elastica, la cui dipendenza dallo stress è determinata dalla legge di Tooke 2 112. Ciò significa che le dimensioni del corpo nel momento finale del suo carico differiscono dalle sue dimensioni dopo che il carico è stato RIMOSSO.
Supponiamo che venga fornito un tipico diagramma di trazione rilevato su una macchina di prova. L'asse delle ordinate mostra la forza e l'asse delle ascisse mostra la deformazione. Ad un certo punto, con una forza determinata dal segmento Oa, la deformazione è espressa dal segmento Oc. Se dal punto A tracciamo una retta parallela alla retta OB, dove il punto B corrisponde al limite di proporzionalità (elasticità), allora il segmento OC sull'asse delle ascisse, che rappresenta la deformazione totale quando il campione viene caricato, sarà diviso in due parti. La parte (segmento be) rappresenterà la deformazione elastica e la parte (Ob) rappresenterà la deformazione plastica. Dopo aver rimosso il carico, la lunghezza del campione diminuisce della quantità Sh, ma questa lunghezza sarà maggiore di quella iniziale della quantità di deformazione residua (plastica) determinata dal segmento. È chiaro che le tangenti degli ANGOLI Boc e Abe esprimono il modulo di Young (E). Durante la formatura a caldo con deformazione plastica significativa, la presenza di deformazione elastica può essere trascurata. Tuttavia, in alcuni casi, come la piegatura a freddo, la deformazione elastica è molto evidente. In pratica questo fenomeno si chiama springing. Quando si progettano i processi tecnologici, questo deve essere preso in considerazione. Pertanto, l'angolo nello stampo durante la piegatura a freddo deve essere leggermente diverso dall'angolo di piegatura richiesto, tenendo conto dell'angolo di molleggio.

Le principali quantità che caratterizzano la deformazione La riduzione dello spessore del pezzo durante la laminazione (in mm o cm) è chiamata compressione lineare o assoluta, cioè (3.4) Il rapporto tra riduzione assoluta e spessore originale, espresso in percentuale, è chiamato riduzione relativa, (caratterizza la deformazione in altezza) ed è il grado di deformazione durante la laminazione (3.5) La differenza tra la larghezza del nastro prima e dopo la laminazione (in mm o cm) è chiamato espansione assoluta (3.6) E il rapporto tra l'espansione assoluta e la larghezza primaria è l'espansione relativa (caratterizza la deformazione lungo la larghezza) (3.7) Il rapporto tra la lunghezza del pezzo dopo la laminazione L1 e la la lunghezza prima della laminazione, che caratterizza la deformazione longitudinale, è chiamata coefficiente di estrazione (3.8) I parametri più importanti necessari per la progettazione processo tecnologico rotolamento, è il grado di deformazione u e il coefficiente di imbutitura m.

18.volume spostato - il volume convenzionale di metallo rimosso o aggiunto durante il processo di deformazione in una delle direzioni di formatura. È uguale al volume del corpo moltiplicato per la deformazione logaritmica, e quindi ha proprietà di additività. Vengono utilizzati anche i termini volume spostato specifico, nonché volume spostato approssimativo, definito attraverso le deformazioni relative. I valori del volume spostato vengono utilizzati, in particolare, per determinare il lavoro di deformazione e calcolare le calibrazioni durante la laminazione.

20. Diagrammi di deformazione meccanica che caratterizzano la distribuzione delle tensioni e delle deformazioni nel processo di formatura dei metalli. Il concetto di schema di deformazione meccanica: una serie di principali schemi di sollecitazione e principali schemi di deformazione per il volume in esame è stato introdotto dall'accademico S. I. Gubkin. Gli schemi delle deformazioni meccaniche sono rappresentati sotto forma di combinazioni di cubi, di cui su uno le frecce indicano la direzione delle sollecitazioni principali (diagramma delle sollecitazioni principali) e sull'altro la direzione delle deformazioni principali (diagramma delle deformazioni principali). Nella fig. Sono mostrate possibili varianti dello schema di deformazione meccanica secondo I.M. Pavlov. Ciascuno dei modelli di sollecitazione lineare (L) può avere solo uno dei modelli di deformazione (D); ciascuno dei tre schemi piani (P) e volumetrici (O) degli stati tensionali può essere combinato con tutti e tre gli schemi delle principali deformazioni, pertanto il numero totale di schemi di deformazione meccanica è 23. Gli schemi di deformazione meccanica consentono di confrontare diversi processi di deformazione deformazione plastica e classificarli secondo questo indicatore. Sono stati proposti altri schemi di deformazioni meccaniche;

Diagrammi di deformazione meccanica

DEFINIZIONE

Deformazione in fisica si chiama cambiamento delle dimensioni, del volume e spesso della forma di un corpo se al corpo viene applicato un carico esterno, ad esempio durante lo stiramento, la compressione e/o quando la sua temperatura cambia.

La deformazione si verifica quando diverse parti del corpo eseguono movimenti diversi. Quindi, ad esempio, se una corda di gomma viene tirata per le estremità, le sue diverse parti si muoveranno l'una rispetto all'altra e la corda sarà deformata (allungata, allungata). Durante la deformazione, le distanze tra gli atomi o le molecole dei corpi cambiano, quindi compaiono forze elastiche.

Tipi di deformazione di un corpo solido

Le deformazioni possono essere suddivise in elastiche e anelastiche. L'elasticità è una deformazione che scompare quando cessa l'effetto deformante. Con questo tipo di deformazione, le particelle ritornano dalle nuove posizioni di equilibrio nel reticolo cristallino a quelle vecchie.

Le deformazioni anelastiche di un corpo solido sono chiamate plastiche. Durante la deformazione plastica avviene una ristrutturazione irreversibile del reticolo cristallino.

Inoltre, si distinguono i seguenti tipi di deformazione: tensione (compressione); taglio, torsione.

Lo stretching unilaterale comporta l'aumento della lunghezza del corpo quando esposto a una forza di trazione. Una misura di questo tipo di deformazione è il valore dell'allungamento relativo ().

La deformazione di trazione (compressione) a tutto tondo si manifesta in un cambiamento (aumento o diminuzione) del volume del corpo. In questo caso, la forma del corpo non cambia. Le forze di trazione (compressione) sono distribuite uniformemente su tutta la superficie del corpo. Una caratteristica di questo tipo di deformazione è la variazione relativa del volume del corpo ().

Il taglio è un tipo di deformazione in cui gli strati piatti di un solido vengono spostati parallelamente tra loro. Con questo tipo di deformazione gli strati non cambiano forma e dimensione. La misura di questa deformazione è l'angolo di taglio.

La deformazione torsionale consiste in una rotazione relativa di sezioni parallele tra loro, perpendicolari all'asse del campione.

La teoria dell'elasticità ha dimostrato che tutti i tipi di deformazione elastica possono essere ridotti a deformazioni di trazione o compressione che si verificano in un determinato momento.

La legge di Hooke

Consideriamo un'asta omogenea avente lunghezza l e area della sezione trasversale S. Alle estremità dell'asta vengono applicate due forze uguali in intensità F, dirette lungo l'asse dell'asta, ma in direzioni opposte. In questo caso, la lunghezza dell'asta è cambiata di .

Lo scienziato inglese R. Hooke stabilì empiricamente che per piccole deformazioni l'allungamento relativo () è direttamente proporzionale allo sforzo ():

dove E è il modulo di Young; - la forza che agisce su un'area della sezione trasversale unitaria del conduttore. Altrimenti la legge di Hooke si scrive come:

dove k è il coefficiente di elasticità. Per la forza elastica che si sviluppa in un’asta, la legge di Hooke ha la forma:

La relazione lineare tra e è soddisfatta entro limiti ristretti, a piccoli carichi. All’aumentare del carico la dipendenza diventa non lineare e quindi la deformazione elastica si trasforma in deformazione plastica.

Esempi di risoluzione dei problemi

ESEMPIO 1

Esercizio	Qual è l'energia potenziale di un'asta elastica allungata se il suo allungamento assoluto è , e il coefficiente di elasticità è k? Consideriamo che la legge di Hooke sia soddisfatta.
Soluzione	L'energia potenziale () di un'asta elastica tesa è uguale al lavoro (A) compiuto dalle forze esterne, provocandone la deformazione: dove x è l'allungamento assoluto dell'asta, che varia da 0 a . Secondo la legge di Hooke abbiamo: Sostituendo l'espressione (1.2) nella formula (1.1), abbiamo:

Una persona inizia a incontrare il processo di deformazione fin dai primi giorni della sua vita. Ci permette di sentire il tatto. Un esempio lampante deformazioni fin dall'infanzia puoi ricordare la plastilina. Esistere tipi diversi deformazione. La fisica esamina e studia ciascuno di essi. Innanzitutto, introduciamo la definizione del processo stesso, quindi consideriamolo gradualmente possibili classificazioni e i tipi di deformazione che possono verificarsi negli oggetti solidi.

Definizione

La deformazione è il processo di spostamento di particelle ed elementi di un corpo rispetto alle loro posizioni relative nel corpo. In poche parole, questo è cambiamento fisico forme esterne di qualsiasi oggetto. Esistono i seguenti tipi di deformazione:

• spostare;
• torsione;
• curva;

Come qualsiasi altra grandezza fisica, la deformazione può essere misurata. Nel caso più semplice si utilizza la seguente formula:

e=(p2 -p1)/p1,

dove e è la deformazione elementare più semplice (aumento o diminuzione della lunghezza del corpo); p 2 e p 1 sono rispettivamente la lunghezza del corpo dopo e prima della deformazione.

Classificazione

IN caso generale Si possono distinguere i seguenti tipi di deformazione: elastica e anelastica. Le deformazioni elastiche, o reversibili, scompaiono una volta scomparsa la forza che agisce su di esse. La base di questa legge fisica viene utilizzata nelle attrezzature per l'allenamento della forza, ad esempio nell'espansore. Se parliamo della componente fisica, allora si basa sullo spostamento reversibile degli atomi: non vanno oltre i limiti dell'interazione e la struttura dei legami interatomici.

Le deformazioni anelastiche (irreversibili), come capisci, sono il processo opposto. Qualsiasi forza applicata al corpo lascia segni/deformazioni. Questo tipo di impatto comprende anche la deformazione dei metalli. Con questo tipo di cambiamento di forma, spesso possono cambiare anche altre proprietà del materiale. Ad esempio, la deformazione causata dal raffreddamento può aumentare la resistenza del prodotto.

Spostare

Come già accennato, esistono diversi tipi di deformazione. Sono divisi in base alla natura del cambiamento nella forma del corpo. In meccanica, un taglio è un cambiamento di forma in cui Parte inferiore La trave è fissa immobile e la forza viene applicata tangenzialmente alla superficie superiore. La deformazione di taglio relativa è determinata dalla seguente formula:

dove X 12 è lo spostamento assoluto degli strati del corpo (cioè la distanza di cui si è spostato lo strato); B è la distanza tra la base fissa e lo strato di taglio parallelo.

Torsione

Se i tipi di deformazioni meccaniche fossero suddivisi in base alla complessità dei calcoli, questa sarebbe al primo posto. Questo tipo di cambiamento nella forma di un corpo avviene quando su di esso agiscono due forze. In questo caso, lo spostamento di qualsiasi punto del corpo avviene perpendicolarmente all'asse delle forze agenti. Parlando di questo tipo di deformazione occorre citare le seguenti grandezze da calcolare:

1. F è l'angolo di torsione dell'asta cilindrica.
2. T è il momento dell'azione.
3. L è la lunghezza dell'asta.
4. G - momento di inerzia.
5. F - modulo di taglio.

La formula è simile alla seguente:

F=(T*L)/(SOL*F).

Un'altra grandezza da calcolare è l'angolo di torsione relativo:

Q=F/L (i valori sono presi dalla formula precedente).

Curva

Questo è un tipo di deformazione che si verifica quando cambia la posizione e la forma degli assi della trave. È anche diviso in due tipi: obliquo e dritto. La piegatura diritta è un tipo di deformazione in cui forza effettiva cade direttamente sull'asse della trave in questione; in ogni altro caso si parla di flessione obliqua.

Tensione-compressione

Diversi tipi le deformazioni, la cui fisica è abbastanza ben studiata, sono raramente utilizzate per risolvere vari problemi. Tuttavia, quando si insegna a scuola, uno di questi viene spesso utilizzato per determinare il livello di conoscenza degli studenti. Oltre a questo nome, questo tipo di deformazione ne ha anche un altro, che suona così: stato di sollecitazione lineare.

La tensione (compressione) si verifica quando una forza che agisce su un oggetto passa attraverso il suo centro di massa. Se parliamo di un esempio visivo, lo stiramento porta ad un aumento della lunghezza dell'asta (a volte fino a rotture) e la compressione porta ad una diminuzione della lunghezza e al verificarsi di pieghe longitudinali. Lo stress causato da questo tipo di deformazione è direttamente proporzionale alla forza agente sul corpo e inversamente proporzionale all'area della sezione trasversale della trave.

La legge di Hooke

La legge fondamentale considerata quando si deforma un corpo. Secondo lui, la deformazione che si verifica nel corpo è direttamente proporzionale alla forza agente. L'unica avvertenza è che è applicabile solo per piccoli valori di deformazione, poiché a grandi valori e quando viene superato il limite di proporzionalità, questa relazione diventa non lineare. Nel caso più semplice (per una barra di trazione sottile), la legge di Hooke ha la seguente forma:

dove F è la forza applicata; k - coefficiente di elasticità; L è la variazione della lunghezza della trave.

Se con due quantità tutto è chiaro, il coefficiente (k) dipende da diversi fattori, come il materiale del prodotto e le sue dimensioni. Il suo valore può anche essere calcolato utilizzando la seguente formula:

dove E è il modulo di Young; C - area della sezione trasversale; L è la lunghezza della trave.

conclusioni

In realtà esistono molti modi per calcolare la deformazione di un oggetto. Diversi tipi di deformazione utilizzano coefficienti diversi. I tipi di deformazione differiscono non solo nella forma del risultato, ma anche nelle forze che agiscono sull'oggetto e per i calcoli saranno necessari notevoli sforzi e conoscenze nel campo della fisica. Ci auguriamo che questo articolo ti aiuti a comprendere le leggi fondamentali della fisica e ti consenta anche di andare un po' oltre nello studio di questo

Senza entrare nel merito base teorica In fisica, il processo di deformazione di un corpo solido può essere definito un cambiamento nella sua forma sotto l'influenza di un carico esterno. Qualsiasi materiale solido ha una struttura cristallina con una determinata disposizione di atomi e particelle; quando viene applicato un carico, singoli elementi o interi strati vengono spostati l'uno rispetto all'altro, in altre parole si verificano difetti del materiale.

Tipi di deformazione dei solidi

La deformazione a trazione è un tipo di deformazione in cui il carico viene applicato longitudinalmente dal corpo, cioè coassialmente o parallelamente ai punti di attacco del corpo. Il modo più semplice per considerare lo stretching è su una fune da traino per auto. Il cavo ha due punti di attacco al rimorchiatore e all'oggetto trainato; quando inizia il movimento, il cavo si raddrizza e inizia a tirare l'oggetto trainato. Quando è in tensione, il cavo è soggetto a deformazione a trazione se il carico è inferiore valori limite che può sopportare, dopo aver rimosso il carico il cavo ripristinerà la sua forma.

Esempio di schema di allungamento

La deformazione da trazione è una delle principali ricerca di laboratorio Proprietà fisiche materiali. Durante l'applicazione delle sollecitazioni di trazione, i valori ai quali il materiale è in grado di:

1. prendere carichi da ulteriore recupero stato iniziale (deformazione elastica)
2. sopportare carichi senza ripristinare lo stato originario (deformazione plastica)
3. rompersi al punto di rottura

Questi test sono i principali per tutti i cavi e le corde che vengono utilizzati per l'imbracatura, il fissaggio dei carichi e l'alpinismo. La tensione è importante anche nella costruzione di sistemi di sospensione complessi con elementi di lavoro liberi.

La deformazione per compressione è un tipo di deformazione simile alla tensione, con una differenza nel metodo di applicazione del carico; viene applicato coassialmente, ma verso il corpo. La compressione dell'oggetto da entrambi i lati porta ad una diminuzione della sua lunghezza e al contemporaneo rafforzamento; l'applicazione di grandi carichi forma ispessimenti a “botte” nel corpo del materiale.

Circuito di compressione del campione

Ad esempio, possiamo utilizzare lo stesso dispositivo della deformazione a trazione leggermente sopra.

La deformazione a compressione è ampiamente utilizzata nei processi metallurgici per la forgiatura del metallo; durante il processo, il metallo acquisisce maggiore resistenza e salda i difetti strutturali. La compressione è importante anche nella costruzione degli edifici; tutti gli elementi strutturali della fondazione, dei pali e delle pareti sono soggetti a carichi di pressione. Il corretto calcolo delle strutture portanti di un edificio consente di ridurre il consumo di materiali senza perdita di resistenza.

La deformazione a taglio è un tipo di deformazione in cui il carico viene applicato parallelamente alla base del corpo. Durante la deformazione di taglio, un piano del corpo viene spostato nello spazio rispetto ad un altro. Tutti gli elementi di fissaggio - bulloni, viti, chiodi - sono testati per i massimi carichi di taglio. L'esempio più semplice deformazioni di taglio - una sedia mobile, dove il pavimento può essere preso come base e il sedile come piano di applicazione del carico.

Esempio di schema di turni

La deformazione da flessione è un tipo di deformazione in cui la rettilineità dell'asse principale del corpo viene interrotta. Tutti i corpi sospesi su uno o più supporti subiscono deformazioni flessionali. Ogni materiale è in grado di sopportare un certo livello di carico; i solidi nella maggior parte dei casi sono in grado di sopportare non solo il proprio peso, ma anche un determinato carico. A seconda del metodo di applicazione del carico durante la flessione, si distinguono la flessione pura e quella obliqua.

Esempio di diagramma di piegatura

Il valore della deformazione a flessione è importante per la progettazione di corpi elastici, come un ponte con supporti, una barra ginnica, una barra orizzontale, un asse di automobile e altri.

La deformazione torsionale è un tipo di deformazione in cui a un corpo viene applicata una coppia, causata da una coppia di forze che agiscono nel piano perpendicolare all'asse del corpo. La torsione è prodotta dagli alberi delle macchine, dalle coclee delle trivelle e dalle molle.

Esempio di diagramma di torsione

Deformazione plastica ed elastica

Durante la deformazione importante ha la grandezza dei legami interatomici, comporta l'applicazione di un carico sufficiente a romperli conseguenze irreversibili(irreversibile o deformazione plastica). Se il carico non supera i valori consentiti, il corpo può tornare al suo stato originale ( deformazione elastica). L'esempio più semplice del comportamento di oggetti soggetti a deformazione plastica ed elastica può essere visto in una palla di gomma e un pezzo di plastilina che cadono dall'alto. Una palla di gomma ha elasticità, quindi quando cade si comprime e, dopo che l'energia del movimento viene convertita in energia termica e potenziale, riprenderà la sua forma originale. La plastilina ha una grande plasticità, quindi quando colpisce una superficie perderà irreversibilmente la sua forma originale.

A causa della presenza di capacità di deformazione, tutti i materiali conosciuti ne hanno una serie proprietà benefiche- plasticità, fragilità, elasticità, resistenza e altri. Lo studio di queste proprietà è un compito piuttosto importante che consente di selezionare o produrre materiale richiesto. Inoltre, la presenza stessa della deformazione e la sua rilevazione è spesso necessaria per compiti di ingegneria strumentale; a questo scopo vengono utilizzati appositi sensori chiamati estensimetri o comunque estensimetri.

La deformazione a trazione è un tipo di deformazione in cui il carico viene applicato longitudinalmente dal corpo, cioè coassialmente o parallelamente ai punti di attacco del corpo. Il modo più semplice per considerare lo stretching è su una fune da traino per auto. Il cavo ha due punti di attacco al rimorchiatore e all'oggetto trainato; quando inizia il movimento, il cavo si raddrizza e inizia a tirare l'oggetto trainato. Quando è in tensione il cavo è soggetto a deformazione a trazione; se il carico è inferiore ai valori massimi che può sopportare, allora dopo aver rimosso il carico il cavo ripristinerà la sua forma.

La deformazione a trazione è uno dei principali studi di laboratorio sulle proprietà fisiche dei materiali. Durante l'applicazione delle sollecitazioni di trazione, i valori ai quali il materiale è in grado di:

1. sopportare carichi con ulteriore ripristino dello stato originario (deformazione elastica)

2. sopportare carichi senza ripristinare lo stato originario (deformazione plastica)

3. collasso al punto di rottura

Questi test sono i principali per tutti i cavi e le corde che vengono utilizzati per l'imbracatura, il fissaggio dei carichi e l'alpinismo. La tensione è importante anche nella costruzione di sistemi di sospensione complessi con elementi di lavoro liberi.

Deformazione di compressione

La deformazione per compressione è un tipo di deformazione simile alla tensione, con una differenza nel metodo di applicazione del carico; viene applicato coassialmente, ma verso il corpo. La compressione dell'oggetto da entrambi i lati porta ad una diminuzione della sua lunghezza e al contemporaneo rafforzamento; l'applicazione di grandi carichi forma ispessimenti a “botte” nel corpo del materiale.

La deformazione a compressione è ampiamente utilizzata nei processi metallurgici per la forgiatura del metallo; durante il processo, il metallo acquisisce maggiore resistenza e salda i difetti strutturali. La compressione è importante anche nella costruzione degli edifici; tutti gli elementi strutturali della fondazione, dei pali e delle pareti sono soggetti a carichi di pressione. Il corretto calcolo delle strutture portanti di un edificio consente di ridurre il consumo di materiali senza perdita di resistenza.

Deformazione a taglio

La deformazione a taglio è un tipo di deformazione in cui il carico viene applicato parallelamente alla base del corpo. Durante la deformazione di taglio, un piano del corpo viene spostato nello spazio rispetto ad un altro. Tutti gli elementi di fissaggio - bulloni, viti, chiodi - sono testati per i massimi carichi di taglio. L'esempio più semplice di deformazione a taglio è una sedia traballante, dove il pavimento può essere preso come base e il sedile come piano di applicazione del carico.

Deformazione da flessione

La deformazione da flessione è un tipo di deformazione in cui la rettilineità dell'asse principale del corpo viene interrotta. Tutti i corpi sospesi su uno o più supporti subiscono deformazioni flessionali. Ogni materiale è in grado di sopportare un certo livello di carico; i solidi nella maggior parte dei casi sono in grado di sopportare non solo il proprio peso, ma anche un determinato carico. A seconda del metodo di applicazione del carico durante la flessione, si distinguono la flessione pura e quella obliqua.

Il valore della deformazione a flessione è importante per la progettazione di corpi elastici, come un ponte con supporti, una barra ginnica, una barra orizzontale, un asse di automobile e altri.

Deformazione torsionale

La deformazione torsionale è un tipo di deformazione in cui a un corpo viene applicata una coppia, causata da una coppia di forze che agiscono nel piano perpendicolare all'asse del corpo. La torsione è prodotta dagli alberi delle macchine, dalle coclee delle trivelle e dalle molle.

La legge di Hooke- equazione della teoria dell'elasticità, tensione di connessione e deformazione di un mezzo elastico. Scoperto nel 1660 dallo scienziato inglese Robert Hooke. Poiché la legge di Hooke è scritta per piccole sollecitazioni e deformazioni, ha la forma di proporzionalità semplice.

In forma verbale suona la legge nel seguente modo:

La forza elastica che si genera in un corpo durante la sua deformazione è direttamente proporzionale all'entità di questa deformazione

Per una barra di trazione sottile, la legge di Hooke ha la forma:

Ecco la forza con cui l'asta viene allungata (compressa), è l'allungamento assoluto (compressione) dell'asta, e - coefficiente di elasticità(o durezza).

Il coefficiente di elasticità dipende sia dalle proprietà del materiale che dalle dimensioni dell'asta. È possibile isolare esplicitamente la dipendenza dalle dimensioni dell'asta (area della sezione trasversale e lunghezza) scrivendo il coefficiente di elasticità come

La quantità si chiama modulo elastico del primo tipo o modulo di Young ed è una caratteristica meccanica del materiale.

Se inserisci l'allungamento relativo

e tensione normale sezione trasversale

quindi la legge di Hooke in unità relative verrà scritta come

In questa forma è valido per eventuali piccoli volumi di materiale.

Inoltre, quando si calcolano le aste diritte, viene utilizzata la notazione della legge di Hooke in forma relativa

Modulo di Young(modulo elastico) - quantità fisica caratterizzare le proprietà di un materiale di resistere alla tensione/compressione durante la deformazione elastica. Prende il nome dal fisico inglese del XIX secolo Thomas Young. Nei problemi dinamici della meccanica, il modulo di Young è considerato in un senso più generale, come un funzionale dell'ambiente e del processo. IN Sistema internazionale le unità (SI) sono misurate in newton per metro quadrato o in pascal.

Il modulo di Young si calcola come segue:

· E- modulo elastico,

· F- forza,

· S- superficie su cui è distribuito azione della forza,

· l- lunghezza dell'asta deformabile,

· X- modulo di variazione della lunghezza dell'asta a seguito della deformazione elastica (misurato nelle stesse unità della lunghezza l).

Utilizzando il modulo di Young, si calcola la velocità di propagazione di un'onda longitudinale in un'asta sottile:

Dove - densità della sostanza.