Види деформації
Деформація - це зміщення або порушення зв'язків між атомами. Вона з'являється, якщо на предмет впливають сторонні сили: температура, тиск, конкретна навантаження, магнітне або електричне поле. Основні види деформації - оборотна і необоротна. Оборотна деформація, у фізиці звана пружною деформацією, означає, що порушення зв'язків між атомами незначне і структура по цілісності не порушена. Мають таку властивість предмети називають пружними. Необоротна деформація у фізиці називається пластичною деформацією і означає серйозне порушення зв'язків в атомах і, як наслідок, цілісності структури. Предмети з такими властивостями називаються пластичними.
Порушення атомної зв'язку - це не завжди погано. Приміром, демпфирующие (гасять коливання) деталі повинні мати пластичність. Це необхідно для перетворення енергії удару в енергію деформування. Існують наступні види деформації твердих тіл: вигин, розтягнення / стиснення, кручення і зрушення. Залежно від характеру діючих сил на тверді тіла, можуть виникати відповідні напруги. Ці напруги називаються по характеру сили. Наприклад, напруга кручення, напруги стиснення, напруга вигину і т.д. Говорячи про деформацію, часто за замовчуванням увазі деформацію твердих тіл, тому зміна структури у них найбільш виражено.
По суті, всі види деформації - це результат впливу напруги, створюваного діючою силою. У чистому вигляді деформація зустрічається рідко. Як правило, підсумкова деформація - це результат різноманітних напруг. У підсумку всі вони приводять до двох основних деформацій - розтягування / стиснення і вигину.
Фізично деформація - це результат, який виражається в кількісному і якісному еквіваленті. Кількісно дане явище виражається в числовому значенні. Якісно - в характері прояви (напрямку, критичних моментах, таких як руйнування, максимальне напруження ...). Можлива деформація попередньо прораховується в розрахунки на міцність при проектуванні будь-якого пристрою або механізму.
Як правило, навантаження і результат деформації відображаються у вигляді графіків - епюр напружень. Структура такого графіка: розрахункова схема з доданими навантаженнями, види напруг і види деформації. Розподіл навантажень дає розуміння про характер навантаженості роботи пристрою або елемента, деформації. Результати деформації - розтяг, стиск, вигин, скручування - вимірюються в одиницях вимірювання відстані (мм, см, м) або кутовий заходом (градуси і радіани). Основне завдання розрахунку - визначити граничні деформації і напруги, щоб уникнути порушення працездатності - розриву, зсуву, перелому та інше. Також важливий характер напруги і числове значення, тому існує поняття усталостная деформація.
Усталостная деформація - це процес зміни форми внаслідок довгих навантажень. Вони з часом з некритичних напруг (постійного незначного порушення міжатомних зв'язків) переростають у серйозні наслідки. Це поняття називається накопичена втома і регламентується таким параметром (з фізичних властивостей матеріалу), як втомна міцність.
Для того, щоб врахувати вплив, який чинять різні види деформації на функціональність і ресурс, проводять натурні випробування зразків матеріалів. З досвіду отримують все характеристики міцності для кожного матеріалу, які потім стають табличними значеннями. В еру комп'ютерної техніки такий аналіз проводиться на потужних ПК. Але все одно властивості матеріалу можна дізнатися тільки з натурних випробувань. Вже закладаючи всі характеристики і властивості в розрахункову модель, прочнист отримує графічну модель (іноді в динаміці роботи) всіх напруг і деформацій.
У машинобудуванні такий розрахунок вже закладено в програми з 3D-проектування. Тобто проектувальник виконує 3D-модель всіх елементів, кожну з яких зводять в модель вузла. Прикладаючи навантаження в окремому модулі програми, проектувальник отримує об'ємну картину характеру напруг і всіх видів деформації.