Elastisen ja plastisen muodonmuutoksen ero

Elastinen vs. plastinen muodonmuutos

Muodonmuutos on fyysisen esineen muodon muutoksen vaikutus, kun pintaan kohdistetaan ulkoinen voima. Voimat voidaan kohdistaa normaaliksi, tangentiaaliseksi tai vääntömomentiksi pinnalle. Jos kappale ei muuta muotoaan edes hieman ulkoisten voimien takia, esine määritellään täydelliseksi kiinteäksi esineeksi. Täydellisiä kiinteitä kappaleita ei ole luonnossa; jokaisella esineellä on omat muodonmuutoksensa. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitkä elastiset muodonmuutokset ja plastiset muodonmuutokset ovat, miten ne kohtaavat luonnossa ja mitkä ovat niiden sovellukset.

Joustava muodonmuutos

Kun ulkoinen rasitus kohdistuu kiinteään vartaloon, vartalo pyrkii vetäytymään toisistaan. Tämän vuoksi hilan atomien välinen etäisyys kasvaa. Jokainen atomi yrittää vetää naapurinsa mahdollisimman lähelle. Tämä aiheuttaa voiman, joka yrittää vastustaa muodonmuutosta. Tätä voimaa kutsutaan rasitukseksi. Jos piirretään kuvaaja jännityksen ja kannan suhteesta, kuvaaja olisi lineaarinen joillekin jännityksen pienemmille arvoille. Tämä lineaarinen alue on vyöhyke, jossa esine deformoituu elastisesti. Joustava muodonmuutos on aina palautuva. Se on laskettu Hooken lailla. Hooken lain mukaan materiaalin joustavalle alueelle kohdistettu jännitys on yhtä suuri kuin Youngin moduulin ja materiaalin venymän tulo. Kiinteän aineen elastinen muodonmuutos on palautuva prosessi, kun kohdistettu jännitys poistetaan, kiinteä aine palaa alkuperäiseen tilaansa.

Muovin väsähtäminen

Kun jännityksen kuvaaja suhteessa jännitykseen on lineaarinen, järjestelmän sanotaan olevan joustavassa tilassa. Kuitenkin, kun jännitys on korkea, käyrä ohittaa pienen hypyn akseleille. Tämä on raja, jolla se muuttuu plastisiksi muodonmuutoksiksi. Tämä raja tunnetaan materiaalin myötölujuutena. Muoviset muodonmuutokset tapahtuvat lähinnä kiintoaineen kahden kerroksen liukumisen vuoksi. Tämä liukuva prosessi ei ole palautuva. Plastiista muodonmuutosta kutsutaan joskus peruuttamattomaksi muodonmuutokseksi, mutta jotkut muovimuodon muodot ovat todella palautuvia. Sadonlujuushypyn jälkeen jännitys / jännitys kuvaaja muuttuu tasaiseksi käyräksi, jolla on huippu. Tämän käyrän huippu tunnetaan lopullisena vahvuutena. Lopullisen lujuuden jälkeen materiaali alkaa “kaulata” tekemällä tiheydestä epätasaisuutta koko pituuden suhteen. Tämä tekee materiaalista erittäin matalan tiheyden alueita, mikä tekee siitä helposti murtettavan. Metallin kovettuessa käytetään plastista muodonmuutosta atomien pakkaamiseksi huolellisesti.