Презентация, доклад на тему Механические свойства твердых тел

сил.

Типы деформаций

Упругие

Пластичные

Хрупкие

исчезают после прекращения действия внешних сил.

По характеру деформации делятся на:

Мерой деформации пружины может служить ее удлинение, то есть разность длин пружины, возникающая в результате внешнего воздействия.

Δl

Упруго деформируются резина, сталь, человеческое тело, кости и сухожилия.

Биологическая ткань допускает восьмикратную упругую деформацию.

свинец, алюминий, воск, пластилин, замазка, жевательная резинка.

лишь незначительно превышающих область упругих деформаций, называются хрупкими

ХРУПКИЕ ДЕФОРМАЦИИ

1 – деформация растяжения; 2 – деформация сдвига; 3 – деформация всестороннего сжатия.

Различают несколько видов деформации:

тел.

Деформацию растяжения
тросы, канаты, цепи в подъемных устройствах, стяжки между вагонами.

Деформацию сжатия испытывают столбы, колонны, стены, фундаменты зданий

сечения S, под действием внешней силы F .

Для характеристики упругих свойств тела вводится механическое напряжение.

Механическое напряжение — физическая величина, равная отношению силы упругости к площади поперечного сечения тела:

Напряжение измеряется в паскалях (Па).

и можно

заметить, что закон Гука преобразуется в
Выражение ,

где коэффициент пропорциональности называют модулем упругости (или модулем Юнга) Е.
Модуль Е характеризует вещество, из которого сделан стержень.

Модуль Юнга измеряется в паскалях (Па).

ЗАКОН ГУКА

Эта зависимость получила название закона Гука

При упругой деформации тела механическое напряжение прямо пропорционально относительному удлинению тела:

болты, скрепляющие детали и т.д. Сдвиг на большие углы может привести к разрушению тела - срезу. Срез происходит при работе ножниц, долота, зубила, зубьев пилы.

Деформация сдвига - деформация при которой происходит смещение слоёв тела относительно друг друга

деформация при которой отдельные слои тела остаются параллельными, но смещаются относительно друг друга по винтовой линии.

Деформация кручения приводит к неоднородному растяжению и сдвигу

- деформация при которой все слои тела можно разделить на три: испытывающий сжатие, испытывающий растяжение и разделяющий их недеформированный (нейтральный) слой.

Деформации изгиба подвержены кран-балки, консоли, несущие конструкции.

Fупр

на растяжение. В результате такого испытания вычерчивается диаграмма растяжения, анализ которой позволяет определить основные характеристики механических свойств материала

По оси абсцисс откладывается относительное удлинение ε, по оси ординат – механическое напряжение σ.

На диаграмме растяжения представлен типичный пример  для металлов (таких, как медь или мягкое железо).

.

Упругие деформации полностью исчезают после разгрузки испытуемого образца.

Максимальное напряжение σ = σ п , при котором деформация еще остается упругой, называется пределом пропорциональности (точка А).

Приложение нагрузки

но после снятия нагрузки формы и размеры тела практически восстанавливаются - участок   АВ

Максимальное напряжение σ = σ упр , при котором еще не возникают заметные остаточные деформации , называется пределом упругости. (точка В).

не восстанавливается.

Увеличение нагрузки

(материал «течет»)

Напряжение σ = σ т , при котором материал «течет», называется пределом текучести.

Увеличение нагрузки

εост – остаточная деформация – изменение первоначальных размеров тела при снятии напряжения в области пластических деформаций.

без разрушения выдержать большие деформации.
(пластилин, медь, золото)

Хрупкие материалы
- материалы, у которых область текучести почти отсутствует, которые могут без разрушения выдержать лишь небольшие деформации.
(стекло, кирпич, бетон, чугун)

выдержать образец без разрушения , называется пределом прочности . (точка Е).

После т. Е деформация вплоть до разрыва происходит при все меньшем напряжении.

материала к максимальному напряжению, которое будет испытывать деталь конструкции в работе.

Найти механическое напряжение в проволоке.

относительное удлинение проволоки.
Какова должна быть площадь поперечного сечения стального стержня, чтобы при нагрузке 25кН растягивающее напряжение равнялось 6·10ˆ7 Па?
На сколько удлинилась медная проволока длиной 3 м и диаметром 0,12 мм под действием гири весом 1,5Н? Деформацию считать упругой.
При какой предельной нагрузке разорвется стальной трос диаметром 1 см, если предел прочности стали 1ГПа?
Вычислите модуль упругости для железа, если известно, что железная проволока длиной 1,5 м и сечением 10ˆ-6 мˆ2 под действием силы в 200Н удлинилась на 1,5 м.
Верхний конец стержня закреплен, а к нижнему подвешен груз 20кН. Длина стержня 5 м, сечением 4 смˆ2. Определить напряжение материала стержня и его абсолютное и относительное удлинение, если модуль Юнга для этого стержня равен 2·10ˆ11Па.
Найти площадь поперечного сечения алюминиевого прутка, к которому подвешена люстра массой 250кг, при запасе прочности прутка 4. Предел прочности для алюминия 1,1·10ˆ8 Па. Какова относительная деформация прутка?