Deformatsioon vs pinge | Elastne deformatsioon ja plastiline deformatsioon, Hooke'i seadus
Deformatsioon on keha kuju muutumine sellele mõjutavate jõudude ja surve mõjul. Pingutus on jõud, mille tekitab objekti elastsus. Nii deformatsioon kui deformatsioon on kaks väga olulist mõistet, mida arutatakse materjaliteaduse all. Need mõisted on olulised selliste ainete mõistmisel nagu materjaliteadus, masinaehitus, tsiviilehitus ja isegi bioloogiateadused. Deformatsiooni ja deformatsiooni panus nendesse teadustesse on tohutu ning need kontseptsioonid on nendes valdkondades silmapaistvamaks muutmiseks üliolulised. Selles artiklis arutame, mis on deformatsioon ja deformatsioon, nende määratlused, deformatsiooni ja deformatsiooni sarnasused ning lõpuks deformatsiooni ja deformatsiooni erinevused.
Tüvi
Kui tahkele kehale rakendatakse välist pinget, kipub keha end laiali tõmbama. See põhjustab aatomite vahelise kauguse suurenemist võres. Iga aatom püüab oma naabrit võimalikult lähedale tõmmata. See tekitab jõu, mis püüab deformatsioonile vastu seista. Seda jõudu nimetatakse pingeks. Seda efekti saab seletada sidemete potentsiaalse energia abil. Materjali sees olevad sidemed toimivad nagu väikesed vedrud. Aatomi neutraalasend ehk tasakaaluasend on siis, kui objektile ei mõju jõudu. Jõu rakendamisel sidemed venivad või tõmbuvad kokku. See põhjustab sidemete potentsiaalse energia tõusu. Sellest tekkiv potentsiaalne energia loob omakorda jõu, mis on vastupidine rakendatavale jõule. Seda jõudu tuntakse pingena.
Deformatsioon
Deformatsioon on mis tahes objekti kuju muutumine sellele mõjuvate jõudude mõjul. Deformatsioon esineb kahel kujul. Need on nimelt elastne deformatsioon ja plastiline deformatsioon. Kui joonistatakse pinge ja deformatsiooni graafik, on graafik mõne väiksema deformatsiooniväärtuse korral lineaarne. See lineaarne ala on tsoon, milles objekt on elastselt deformeerunud. Elastne deformatsioon on alati pöörduv. See arvutatakse Hooke'i seaduse alusel. Hooke'i seadus ütleb, et materjali elastsusvahemiku puhul on rakendatud pinge võrdne Youngi mooduli ja materjali deformatsiooni korrutisega. Tahke aine elastne deformeerumine on pöörduv protsess, kus rakendatud pinge eemaldamisel naaseb tahke aine algsesse olekusse. Kui pinge ja deformatsiooni graafik on lineaarne, öeldakse, et süsteem on elastses olekus. Kui aga pinge on suur, möödub süžee telgedel väike hüpe. See on piir, mille jooksul see muutub plastiliseks deformatsiooniks. Seda piiri nimetatakse materjali voolavuspiiriks. Plastiline deformatsioon tekib enamasti kahe tahke kihi libisemise tõttu. See libisemisprotsess ei ole pöörduv. Plastist deformatsiooni nimetatakse mõnikord pöördumatuks deformatsiooniks, kuid tegelikult on mõned plastilise deformatsiooni viisid pöörduvad.
Mis vahe on pingel ja deformatsioonil?
• Tüve on jõud, deformatsioon aga kuju muutus.
• Deformatsioon on mõõdetav suurus, samas kui deformatsioon ei ole mõõdetav.
• Objekti pinge sõltub rangelt rakendatavast välisjõust. Objekti deformatsioon sõltub välisjõust, materjalist ja sellest, kas materjal on elastses või plastilises deformatsioonis.
