Elastická vs plastická deformácia
Deformácia je účinok zmeny tvaru fyzického objektu, keď na povrch pôsobí vonkajšia sila. Sily môžu pôsobiť na povrch ako normálne, tangenciálne alebo ako krútiace momenty. Ak teleso nezmení svoj tvar ani z dôvodu pôsobenia vonkajších síl, je objekt definovaný ako dokonalý telesný objekt. Dokonalé pevné telá sa v prírode nenachádzajú; každý objekt má svoje vlastné deformácie. V tomto článku budeme diskutovať o tom, čo sú elastické a plastické deformácie, ako sa s nimi v prírode stretávame a aké sú ich aplikácie.
Elastická deformácia
Ak je na pevné teleso pôsobené vonkajšie napätie, má tendenciu sa od seba oddeľovať. To spôsobí zväčšenie vzdialenosti medzi atómami v mriežke. Každý atóm sa snaží priblížiť svojho suseda čo najbližšie. To spôsobí, že sila sa snaží odolávať deformácii. Táto sila je známa ako napätie. Ak sa vynesie graf napätia proti deformácii, bol by graf lineárny pre niektoré nižšie hodnoty deformácie. Táto lineárna oblasť je zóna, v ktorej sa objekt elasticky deformuje. Pružná deformácia je vždy reverzibilná. Vypočítava sa podľa Hookeovho zákona. Hookov zákon hovorí, že pre elastický rozsah materiálu sa aplikované napätie rovná súčinu Youngovho modulu a deformácie materiálu. Elastická deformácia tuhej látky je reverzibilný proces, keď sa pôsobiace napätie odstráni, tuhá látka sa vráti do pôvodného stavu.
Plastická deformácia
Keď je graf závislosti napätia na deformácii lineárny, systém je v elastickom stave. Keď je však napätie vysoké, dej prejde malým skokom po osiach. Toto je hranica, pri ktorej sa stane plastickou deformáciou. Tento limit je známy ako medza klzu materiálu. Plastická deformácia nastáva väčšinou v dôsledku kĺzania dvoch vrstiev tuhej látky. Tento posuvný proces nie je reverzibilný. Plastická deformácia je niekedy známa ako nevratná deformácia, ale niektoré spôsoby plastickej deformácie sú skutočne reverzibilné. Po skoku medzou klzu sa graf závislosti napätia od deformácie stáva hladkou krivkou s vrcholom. Vrchol tejto krivky je známy ako konečná sila. Po dosiahnutí maximálnej pevnosti začne materiál „krkovať“a vytvárať nerovnosti hustoty po celej dĺžke. Vďaka tomu sú v materiáli oblasti s veľmi nízkou hustotou, takže sú ľahko rozbitné. Plastická deformácia sa používa pri kalení kovov na dôkladné zabalenie atómov.
Aký je rozdiel medzi elastickou deformáciou a plastovou deformáciou?
- Hlavný rozdiel medzi elastickou deformáciou a plastickou deformáciou je v tom, že elastická deformácia je vždy reverzibilná a plastická deformácia je až na niektoré veľmi zriedkavé prípady nevratná.
- Pri elastickej deformácii zostávajú väzby medzi molekulami alebo atómami neporušené, menia sa však iba ich dĺžky; K javom plastickej deformácie, ako napríklad kĺzaniu dosiek, dochádza v dôsledku celkového štiepenia väzieb.
- Elastická deformácia má lineárny vzťah so stresom, zatiaľ čo plastická deformácia má zakrivený vzťah s vrcholom.
