Деформація відносне розтягнення-стиснення, зрушення

Головна | Про нас | Зворотній зв'язок

Деформація (від лат. Deformatio - «спотворення») - зміна взаємного положення частинок тіла, пов'язане з їх переміщенням відносно один одного. Деформація являє собою результат зміни міжатомних відстаней і перегрупування блоків атомів. Зазвичай деформація супроводжується зміною величин міжатомних сил, мірою якого є пружне механічне напруження.

Деформації поділяють на оборотні (пружні) та необоротні (пластичні, повзучості). Пружні деформації зникають після закінчення дії прикладених сил, а незворотні - залишаються. В основі пружних деформацій лежать оборотні зміщення атомів металів від положення рівноваги (іншими словами, атоми не виходять за межі міжатомних зв'язків); в основі необоротних - незворотні переміщення атомів на значні відстані від вихідних положень рівноваги (тобто вихід за рамки міжатомних зв'язків, після зняття навантаження переорієнтація в новий рівноважний стан).

Пластичні деформації - це незворотні деформації, викликані зміною напруг. Деформації повзучості - це незворотні деформації, що відбуваються з часом. Здатність речовин пластично деформуватися називається пластичністю. При пластичної деформації металу одночасно зі зміною форми змінюється ряд властивостей - зокрема, при холодному деформуванні повишаетсяпрочность.

Зрушення - в опорі матеріалів - вид поздовжньої деформації бруса, що виникає в тому випадку, якщо сила прикладається щодо його поверхні (при цьому нижня частина бруска закріплена нерухомо).

Відносна деформація зсуву визначається за формулою:,

де # 916; x - абсолютний зсув паралельних шарів тіла відносно один одного; l - відстань між шарами (для малих кутів)

Розтягання - стискання - в опорі матеріалів - вид поздовжньої деформації стрижня або бруса, що виникає в тому випадку, якщо навантаження до нього додається по його поздовжній осі (рівнодіюча сил, що впливають на нього, нормальна поперечним перерізом стрижня і проходить через його центр мас). Розглянемо прямолінійний стержень постійного перетину, розтягується (стискається) двома протилежно спрямованими силами. Використовуючи гіпотезу про рівномірності розподілу напружень, розглянемо рівновагу деякої частини стрижня, відсіченою площиною a-a. нормаль якої нахилена до осі стрижня під кутом # 945 ;. Зовнішня сила F урівноважується напруженнями, рівномірно розподіленими по площі похилого перерізу A # 945; . Позначивши площа поперечного перерізу, перпендикулярну до осі стержня, за A0. для. Склавши умова рівноваги відсікання частини стрижня, отримаємо: pA # 945; -F = 0, звідки випливає вираз

Розкладемо напруги p на нормальну # 963; # 945; і дотичну складові.

Гіпотеза Фусса - Вінклера (або гіпотеза коефіцієнта ліжку). Грунт розглядається як система спираються на жорстке горизонтальне підставу і не пов'язаних між собою пружин, стиснення яких зростає прямо пропорційно прикладеному навантаженню. Коефіцієнт пропорційності між навантаженням і деформацією називається коефіцієнтом ліжку.
Таким чином, опір грунту розвивається тільки безпосередньо під навантаженням і в цьому опорі не бере грунт, розташований збоку, який не відчуває опади.
Основним недоліком даної моделі є те, що поверхня ґрунту, як показують експерименти, осідає не тільки безпосередньо під штампом (фундаментом). але і навколо нього;

Основна передумова цієї теорії - пряма пропорційність між тиском і місцевої осадкою. Підстава в даному випадку може бути представлено у вигляді системи пружин не зв'язаних між собою (див. Схему). В результаті під завантаженою балкою пружини будуть відчувати стиснення, а за межами балки - перебувати в не стисло стані. Схема моделі підстави для розрахунку гнучкої конструкції на пружній основі за методом місцевих пружних деформацій.

Тоді тиск підстави під завантаженою балкою, може бути визначено з наступного виразу:. де Px - тиск на підошві фундаменту; Сz - коефіцієнт пружності підстави (коефіцієнт ліжку); Zx - пружна осідання грунту в місці прикладання навантаження. Ця модель добре відображає роботу конструкції, якщо підстава представлено рідиною. Тому найчастіше цей метод використовується при будівництві на слабких грунтах або в разі малої потужності шару, що стискається грунту.

Слід підкреслити, що моделі відповідні гіпотезі Фусса-Вінклера не в змозі враховувати різновид підстав (зміна Ео по глибині і в плані споруди).

Насправді результати безпосередніх спостережень показали, що осідає не тільки навантажена поверхню, але і сусідні ділянки ґрунту (див. Схему).

Схема деформації підстави і гнучкою фундаментної балки за результатами експерименту. Грунт деформується відповідно до пружним півпростором. Тому була висунута інша теорія - загальних пружних деформацій.