Рассматривая механику твердого тела, мы пользовались понятием абсолютно твердого тела. Однако в природе абсолютно твердых тел нет, поскольку все реальные тела под действием сил изменяют свою форму и размеры, т.е. деформируются.
Деформация называется упругой, если после прекращения действия внешних сил тело восстанавливает первоначальные размеры и форму. Деформацию, сохраняется в теле после прекращения действия внешних сил, называют пластической (или остаточной). Деформации реального тела всегда пластические, поскольку они после прекращения действия внешних сил никогда полностью не исчезают. Однако остаточные деформации достаточно малы, то ими можно пренебречь и рассматривать их как упругие, что мы и учитывать в дальнейшем. В теории упругости доказывается, что все виды деформации (растяжения или сжатия, сдвига или изгиба, кручения и др.) могут быть сведены к деформации растяжения, сжатия и сдвига, которые происходят одновременно. Деформация твердых тел описывается законом Гука до определенного предела. Связь между деформацией и напряжением можно представить в виде диаграммы напряжений, которую рассмотрим для металлического образца (рис. 3.11). Из рисунка видно, что линейная зависимость а от есть, установлена Гуком, выполняется в очень узких пределах до так называемой границы пропорциональности АП. При дальнейшем увеличении напряжения деформация еще упругая (хотя зависимость а (есть) уже нелинейная) и до предела упругости ап. остаточные деформации не возникают. За пределами упругости в теле возникают остаточные деформации и график, описывающий возвращение тела в исходное положение, после прекращения действия силы изобразится кривой CF, параллельной БУ. Напряжение, при котором возникает заметная остаточная деформация, называют пределом текучести ат - точка С на кривой зависимости а (есть). В области CD деформация возрастает без увеличения напряжения, то есть тело как бы «течет». Эту область называют участком текучести (или пластической деформации).
Материалы, для которых участок текучести значительная, называют вяжущими, для которых ее практически нет - хрупкими. При дальнейшем растяжении (за точку D) тело разрушается. Максимальное напряжение, возникающее в теле до разрушения, называют пределом прочности ам. Диаграмма напряжений для реальных твердых тел зависит от различных факторов. Одно и то же твердое тело может при кратковременном воздействии сил обнаружить хрупкие свойства, а при длительном воздействии и слабых силах - текучие свойства. Деформацию сдвига проще осуществить, если взять брусок в форме прямоугольного параллелепипеда и приложить к нему силу F (рис. 3.12), касательную к поверхности (нижняя часть бруска закреплена неподвижно).
Контрольные вопросы и задания
1. Запишите основное уравнение гидростатики и проанализируйте его.
2. Запишите уравнение Бернулли и укажите условия его применения.
3. Сформулируйте закон Паскаля.
4. Характеризующий число Рейнольдса?
5. По какому признаку тела разделяют на упругие и неупругие?
6. Назовите основные виды деформаций тел.
7. Запишите закон Гука для абсолютной деформации растяжения и сдвига.
8. Какую величину называют модулем Юнга?
Загрузка...