Презентація "Механічні властивості твердих тіл"

МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТВЕРДИХ ТІЛ

Деформація – це зміна форми і об'єму тіла. Виникає, коли частинки здійснюють неоднакові переміщення. Пружна деформація – зникає після припинення дії сили Пластична деформація – не зникає після припинення дії сили

Деформація згину Використовуються замість стержнів і суцільних брусків: труби, двотаврові балки, рейки, швелери для полегшення і економії матеріалу. Деформація згину – зміщення середини або кінця балки. Характеризується стрілою прогину ( h ), яка пропорційна прикладеній силі. Одна сторона тіла розтягується, а друга – стискається, а посередині – нейтральна. У людини кістки кінцівок, стебла у злакових рослин -трубчасті.

Деформація зсуву Деформація зсуву – зміщення шарів тіла одного відносно іншого. Характеризується кутом зсуву (ά ), який пропорційний прикладеній силі. При певній силі може відбутися зріз тіла. Зріз дістаємо за допомогою ножиць, долота, зубила, пилки.

Деформація кручення Деформація кручення – неоднорідний зсув. Кут закручування (γ) пропорційний до моменту сил, і при певному моменті може відбутися зріз. Кручення відбувається при закручуванні болтів, обертанні валів машин, свердел.

Деформація розтягу (стиску) Деформація розтягу (стиску) виникає, коли сила діє вздовж осі тіла. Якщо сила прикладена в бік середини стержня, то відбувається його стиск, а якщо від середини - то розтяг. Усі деформації твердих тіл зводяться до розтягу (стиску) і зсуву. У випадку пружних деформацій форма тіла відновлюється, а при пластичних – не відновлюється.

Розтяг (стиск) Абсолютне видовження: Відносне видовження: Механічна напруга – фізична величина, яка характеризує механічний стан деформованого тіла. Закон Гука – сила пружності прямо пропорційна видовженню.

Модуль Юнга – модуль пружності, Е (Па) Характеризує опір матеріалу пружній деформації розтягу, показує, яку напругу треба прикласти до тіла, щоб його розміри збільшити в два рази. При малих деформаціях механічна напруга пропорційна відносному видовженню.

Механічні напруги: Межа міцності – Межа текучості - Межа пропорційності - Межа пружності -

Діаграма механічного розтягу

Перша ділянка - ОА При невеликих навантаженнях . Відносне видовження прямо пропорційне напрузі , після зняття навантаження розміри тіла повністю відновлюються. Це пружна деформація, її верхня межа – точка А – межа пропорційності.

Друга ділянка - АВ Пряма, яка дещо згинається і закінчується межею пружності – точка В. Якщо навантаження зняти, розміри тіла практично відновлюються. Ще не виникають помітні залишкові деформації

Третя ділянка - ВС Деформація відбувається не пропорційно збільшенню напруги. Це область пластичної деформації: навантаження зняли, але форма не відновлюється.

Четверта ділянка - СД Напруга – незмінна, деформація зростає, матеріал “тече”. Напруга, при якій відбувається такий процес називається – межа текучості. Розміри не відновлюються, коли знімають напругу відбувається розвантаження – крива лінія – зберігається залишкова деформація. Матеріали пластичні – пластилін, мідь, свинець, золото. Крихкі матеріали – скло, цегла, мармур, фарфор, чавун, загартована сталь

П'ята ділянка - ДЕ Збільшується деформація, крива напруг починає підніматися і досягає максимуму в точці Е – межа міцності.

Ділянка – після Е Дія навантаження не збільшується, але матеріал розтягується сам по собі і руйнується. Споруди або конструкції надійні, коли напруги, які в них виникають у процесі експлуатації, в кілька разів менші за границю міцності. Фізична величина, яка рівна відношенню межі міцності до допустимої напруги, називається коефіцієнтом безпеки (запасом міцності ).

Механічні властивості : Пружність – властивість твердих тіл відновлювати свою форму після припинення дії сили. Пластичність – властивість тіл набувати залишкову деформацію при малих напругах ( в межах пружності ). Є матеріали пластичні і пружні умовно. Крихкість – властивість тіл руйнуватись при невеликих деформаціях, майже не проявляється пластичність. Руйнуються при . Міцність – здатність тіл ( матеріалу) опиратися руйнуванню і залишковій деформації, які виникають внаслідок зовнішніх впливів.

Матеріали повинні бути: Міцні: при стиску, під час розтягу, при зсуві, під час кручення. Стійкі : проти дії температури, корозії, хімічних реагентів. Досягають : Створенням сплавів різних металів. Використанням монокристалів: природних і штучно вирощених. Введенням атомів інших елементів. Термічна обробка і обробка тиском (легування ). Попереднім розтягом, наклепуванням.

Вивченню механічних властивостей твердих тіл приділяється велика увага. Міцність і краса будівельних споруд, арки мостів, витвори зодчих попередніх епох свідчать про уміння людини правильно розраховувати проекти, враховувати навантаження і можливі деформації, протидіяти руйнації, використовуючи закони фізики. Ці чудові споруди викликають захоплення виховують естетичний смак, вражають граціозністю, величчю людського таланту. Сучасний світ – світ техніки, світ машин, який потребує нових матеріалів із заданими властивостями.

Храм Артеміди Ефеської (18м) Греція

Маяк на острові Фарос (110м) Колізей (арена 200 -300м) Італія

Акведуки (аркада – довжина 273 м, висота -49 м) Італія

Франція, Париж, собори

Франція, Париж

Франція – Лувр, церква Святої Марії Магдалини ( 52 колони)

“Падаюча “ вежа Ейфелева башта – 7 тис. тонн, висота – 320 м

Версаль Тріумфальна арка

Дякую за увагу!