Elastic vs Plastic Deformation
Παραμόρφωση είναι η επίδραση της αλλαγής στο σχήμα ενός φυσικού αντικειμένου όταν μια εξωτερική δύναμη εφαρμόζεται στην επιφάνεια. Οι δυνάμεις μπορούν να εφαρμοστούν ως κανονικές, εφαπτομενικές ή ροπές στην επιφάνεια. Εάν ένα σώμα δεν αλλάξει το σχήμα του, έστω και ελαφρώς λόγω εξωτερικών δυνάμεων, το αντικείμενο ορίζεται ως τέλειο στερεό αντικείμενο. Τα τέλεια στερεά σώματα δεν υπάρχουν στη φύση. κάθε αντικείμενο έχει τις δικές του παραμορφώσεις. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τι είναι η ελαστική παραμόρφωση και η πλαστική παραμόρφωση, πώς συναντώνται στη φύση και ποιες είναι οι εφαρμογές τους.
Ελαστική παραμόρφωση
Όταν εφαρμόζεται μια εξωτερική πίεση σε ένα συμπαγές σώμα, το σώμα τείνει να αποσπάται. Αυτό προκαλεί την αύξηση της απόστασης μεταξύ των ατόμων στο πλέγμα. Κάθε άτομο προσπαθεί να τραβήξει τον γείτονά του όσο πιο κοντά γίνεται. Αυτό προκαλεί μια δύναμη που προσπαθεί να αντισταθεί στην παραμόρφωση. Αυτή η δύναμη είναι γνωστή ως παραμόρφωση. Εάν παρουσιαστεί ένα γράφημα τάσης έναντι παραμόρφωσης, το διάγραμμα θα είναι γραμμικό για ορισμένες χαμηλότερες τιμές παραμόρφωσης. Αυτή η γραμμική περιοχή είναι η ζώνη στην οποία το αντικείμενο παραμορφώνεται ελαστικά. Η ελαστική παραμόρφωση είναι πάντα αναστρέψιμη. Υπολογίζεται χρησιμοποιώντας το νόμο του Hooke. Ο νόμος του Hooke δηλώνει ότι για το ελαστικό εύρος του υλικού, η εφαρμοζόμενη τάση είναι ίση με το γινόμενο του συντελεστή του Young και της καταπόνησης του υλικού. Η ελαστική παραμόρφωση ενός στερεού είναι μια αναστρέψιμη διαδικασία, όταν αφαιρεθεί η εφαρμοζόμενη τάση το στερεό επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση.
Πλαστική παραμόρφωση
Όταν η γραφική παράσταση της τάσης έναντι της παραμόρφωσης είναι γραμμική, το σύστημα λέγεται ότι βρίσκεται σε ελαστική κατάσταση. Ωστόσο, όταν το άγχος είναι υψηλό το οικόπεδο περνάει ένα μικρό άλμα στους άξονες. Αυτό είναι το όριο στο οποίο γίνεται πλαστική παραμόρφωση. Αυτό το όριο είναι γνωστό ως η αντοχή διαρροής του υλικού. Η πλαστική παραμόρφωση συμβαίνει κυρίως λόγω της ολίσθησης δύο στρωμάτων του στερεού. Αυτή η διαδικασία ολίσθησης δεν είναι αναστρέψιμη. Η πλαστική παραμόρφωση είναι μερικές φορές γνωστή ως μη αναστρέψιμη παραμόρφωση, αλλά ορισμένοι τρόποι πλαστικής παραμόρφωσης είναι στην πραγματικότητα αναστρέψιμοι. Μετά το άλμα ισχύος διαρροής, το διάγραμμα τάσης έναντι παραμόρφωσης γίνεται μια ομαλή καμπύλη με κορυφή. Η κορυφή αυτής της καμπύλης είναι γνωστή ως η απόλυτη δύναμη. Μετά την τελική αντοχή το υλικό αρχίζει να «λαιμώνεται» κάνοντας ανομοιομορφία της πυκνότητας σε μήκος. Αυτό κάνει περιοχές πολύ χαμηλής πυκνότητας στο υλικό καθιστώντας το εύκολα σπάσιμο. Η πλαστική παραμόρφωση χρησιμοποιείται στη σκλήρυνση μετάλλων για τη σχολαστική συσκευασία των ατόμων.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της ελαστικής παραμόρφωσης και της πλαστικής παραμόρφωσης;
– Η κύρια διαφορά μεταξύ ελαστικής παραμόρφωσης και πλαστικής παραμόρφωσης είναι ότι, η ελαστική παραμόρφωση είναι πάντα αναστρέψιμη και η πλαστική παραμόρφωση είναι μη αναστρέψιμη εκτός από μερικές πολύ σπάνιες περιπτώσεις.
– Στην ελαστική παραμόρφωση οι δεσμοί μεταξύ μορίων ή ατόμων παραμένουν άθικτοι, αλλά αλλάζουν μόνο το μήκος τους. Τα φαινόμενα πλαστικής παραμόρφωσης, όπως η ολίσθηση της πλάκας, εμφανίζονται λόγω της συνολικής σχάσης των δεσμών.
– Η ελαστική παραμόρφωση έχει μια γραμμική σχέση με την τάση, ενώ η πλαστική παραμόρφωση έχει μια καμπύλη σχέση με μια κορυφή.
