Elastne vs plastiline deformatsioon
Deformatsioon on füüsilise objekti kuju muutumise mõju pinnale mõjuva välisjõu mõjul. Pinnale saab jõudu rakendada tavaliste, tangentsiaalsete või pöördemomentidena. Kui keha ei muuda oma kuju isegi vähesel määral välisjõudude mõjul, määratletakse objekt täiusliku tahke objektina. Täiuslikke tahkeid kehasid looduses ei esine; igal objektil on oma deformatsioonid. Selles artiklis arutame, mis on elastne deformatsioon ja plastiline deformatsioon, kuidas neid looduses esineb ja millised on nende rakendused.
Elastne deformatsioon
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. Kui joonistada pinge ja deformatsiooni graafik, oleks 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 deformatsioon on pöörduv protsess, kui rakendatud pinge eemaldatakse, naaseb tahke aine algolekusse.
Plastiline deformatsioon
Kui pinge ja deformatsiooni graafik on lineaarne, öeldakse, et süsteem on elastses olekus. Kui aga pinge on suur, teeb süžee väikese hüppe telgedel. See on piir, mille juures 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 mõned plastilise deformatsiooni viisid on tegelikult pöörduvad. Pärast voolavuspiiri hüpet muutub pinge ja deformatsiooni graafik sujuvaks kõveraks, millel on tipp. Selle kõvera tipp on tuntud kui ülim tugevus. Pärast ülima tugevuse saavutamist hakkab materjal "kaelama", muutes tiheduse pikkuses ebaühtlaseks. See muudab materjalis väga madala tihedusega alad, muutes selle kergesti purunevaks. Aatomite põhjalikuks pakkimiseks kasutatakse metallide kõvenemisel plastilist deformatsiooni.
Mis vahe on elastsel deformatsioonil ja plastilisel deformatsioonil?
– Peamine erinevus elastse deformatsiooni ja plastilise deformatsiooni vahel on see, et elastne deformatsioon on alati pöörduv ja plastiline deformatsioon on pöördumatu, välja arvatud mõned väga harvad juhud.
– Elastsel deformatsioonil jäävad molekulide või aatomitevahelised sidemed puutumatuks, kuid muudavad ainult nende pikkust; Plastilised deformatsiooninähtused, nagu plaadi libisemine, tekivad sidemete täieliku lõhustumise tõttu.
– Elastsel deformatsioonil on lineaarne seos pingega, plastilisel deformatsioonil aga kõvera suhe, millel on tipp.
