Naprężenie mechaniczne: definicja, wzór, jednostki

Stopień zmiany kształtu ciała podczas deformacji zależy nie tylko od natury substancji, ale także od takiej wielkości fizycznej, jak obciążenie mechaniczne. Jeśli weźmiemy pod uwagę atomową sieć krystaliczną takiej substancji, możemy zauważyć stałą interakcję cząsteczek ze sobą. Ten stan wpływa bezpośrednio na wielkość naprężenia mechanicznego.

Czym jest deformacja? Rodzaje deformacji

Zjawisko, w którym następuje zmiana kształtu ciała pod działaniem siły zewnętrznej, nazywa się deformacją. Jego natura leży w ruchu cząsteczek materii lub całych warstw sieci krystalicznej, co prowadzi do pojawienia się tzw. Wad. Stopień odkształcenia zależy od wielu czynników, między innymi od stresu mechanicznego.

Istnieje kilka rodzajów zmian kształtu ciała:

1. Rozciąganie rozciągające, gdy siła zewnętrzna działa wzdłuż całego ciała. Ma praktyczną wartość w produkcji lin, kabli i materiałów budowlanych;
2. Uszkodzenie kompresji. W tym przypadku wektor działania siły zewnętrznej pokrywa się z osią podłużną ciała, ale jest skierowany w stronę środka tego ciała. Ten rodzaj odkształcenia jest stosowany w produkcji metalu i materiałów budowlanych, aby nadać im wytrzymałość;
3. Odkształcenie ścinające zachodzi pod działaniem siły zewnętrznej, która jest skierowana prostopadle do osi podłużnej i powoduje ruch różnych płaszczyzn ciała względem siebie;
4. Deformacja zginania charakteryzuje się krzywizną głównej osi ciała, na przykład gdy występują dwa punkty podparcia. Siła, która może wytrzymać ten lub ten obiekt, jak również naprężenia mechaniczne odgrywają dużą rolę w tworzeniu materiałów budowlanych;
5. Odkształcenie skręcania występuje, gdy ciało obraca się wokół swojej osi podłużnej. Ten rodzaj deformacji można wyraźnie wykazać na sprężynie, która po ustaniu siły zewnętrznej przywraca jej kształt.

Odkształcanie elastyczne i plastyczne

Naprężenie mechaniczne, które zależy od natury substancji, wpływa na zdolność organizmu do odzyskania pierwotnego kształtu po pojawieniu się defektu w sieci krystalicznej. Na tej podstawie rozróżnij odkształcenia sprężyste i plastyczne.

Podczas plastycznego odkształcenia ciało po działaniu siły zewnętrznej nie jest w stanie przywrócić pierwotnego kształtu. Na przykład plastelina z naciśnięciem palca utrzymuje fałdę.

Elastyczne odkształcenie jest charakterystyczne dla tych substancji, które są w stanie przywrócić pierwotny kształt po wystawieniu na działanie sił zewnętrznych. Przykładem jest ta sama sprężyna, która w przypadku dowolnego rodzaju odkształcenia opisanego powyżej powraca do swojego pierwotnego stanu.

Naprężenie mechaniczne: formuła i definicja

Wielkość naprężenia mechanicznego charakteryzuje się wewnętrznymi siłami cząsteczek, które są skierowane przeciwko ciśnieniu i deformacji ciała na jednostkę powierzchni.

Istnieją dwa rodzaje napięcia:

1. Naprężenia normalne są stosowane na jednostkę powierzchni przekroju poprzecznego równolegle do głównej osi ciała.
2. Styczne naprężenie styczne przykłada się na jednostkę powierzchni przekroju dowolnej innej płaszczyzny przekroju.

Do obliczeń matematycznych naprężeń mechanicznych stosuje się wzór: Q = F / S.

Mechaniczne jednostki stresu

Wartość Q w SI jest mierzona w paskalach (Pa) i zależy od wewnętrznej siły oporu na odkształcenia, a także od powierzchni ciała. Teraz możesz znaleźć inne jednostki miary naprężenia mechanicznego. Należą do nich atmosfera, torr, bar, atmosfera fizyczna i techniczna, metr słupa wody, milimetr (cale) rtęci, siła funta na cal kwadratowy itd.