Презентация "Механические свойства твёрдых тел" 10 класс

Механические Механические свойства твёрдых свойства твёрдых телтел

Деформация  Деформация В твердых телах – аморфных и В твердых телах – аморфных и     кристаллических – частицы (молекулы, кристаллических – частицы (молекулы, атомы, ионы) совершают тепловые атомы, ионы) совершают тепловые колебания около положений колебания около положений равновесия, в которых энергия их равновесия, в которых энергия их взаимодействия минимальна. взаимодействия минимальна. При увеличении расстояния между При увеличении расстояния между частицами возникают силы притяжения, частицами возникают силы притяжения, а при уменьшении – силы отталкивания. а при уменьшении – силы отталкивания. Силы взаимодействия между частицами Силы взаимодействия между частицами обусловливают механические свойства обусловливают механические свойства твердых тел  твердых тел

Деформация твердого тела является твердого тела является Деформация результатом изменения под результатом изменения под действием внешних сил взаимного действием внешних сил взаимного расположения частиц, из которых расположения частиц, из которых состоит тело, и расстояний между состоит тело, и расстояний между ними. ними.

Существует несколько видов Существует несколько видов деформаций твердых тел. (рис) деформаций твердых тел. (рис) растяжения растяжения сдвига сдвига всестороннего всестороннего сжатия сжатия

Отношение абсолютного удлинения абсолютного удлинения Δ Δll  к к Отношение первоначальной длине ll  образца образца первоначальной длине называется относительным удлинением относительным удлинением называется или относительной деформацией ε: или относительной деформацией ε: При растяжении ε > 0, при сжатии ε < 0 При растяжении ε > 0, при сжатии ε < 0

Если принять направление внешней Если принять направление внешней силы, стремящейся удлинить силы, стремящейся удлинить образец, за положительное, то образец, за положительное, то **FF > 0 при деформации растяжения  > 0 при деформации растяжения **FF < 0 – при сжатии.  < 0 – при сжатии. Отношение модуля внешней силы FF Отношение модуля внешней силы к площади SS сечения тела сечения тела к площади называется механическим механическим называется напряжением σ: σ:  напряжением

и σσ является одной из является одной из Зависимость между εε и Зависимость между важнейших характеристик механических важнейших характеристик механических свойств твердых тел. свойств твердых тел. Графическое изображение этой зависимости Графическое изображение этой зависимости называется диаграммой диаграммой называется растяжения.. растяжения По оси абсцисс По оси абсцисс откладывается откладывается относительное относительное удлинение εε,, удлинение а по оси ординат – а по оси ординат – механическое напряжение σσ. . механическое напряжение Типичная диаграмма растяжения для Типичная диаграмма растяжения для пластичного материала. Голубая полоса – пластичного материала. Голубая полоса – область упругих деформаций область упругих деформаций

(участок OaOa на диаграмме). на диаграмме). меньших 1 %) связь между σσ и меньших 1 %) связь между линейной (участок линейной исчезает. исчезает. малых деформациях (обычно существенно (обычно существенно и εε оказывается оказывается При этом при снятии напряжения деформация При этом при снятии напряжения деформация Такая деформация Такая деформация называется упругой. называется упругой. Максимальное значение Максимальное значение σ = σпрпр, при котором , при котором σ = σ сохраняется линейная связь сохраняется линейная связь между σ и ε, называется между σ и ε, называется пределом пропорц-ти пределом пропорц-ти (точка aa).). (точка На линейном участке На линейном участке выполняется закон Гука закон Гука:: выполняется Коэффициент EE в этом соотношении называется в этом соотношении называется Коэффициент При При малых деформациях модулем Юнга  модулем Юнга

При дальнейшем увеличении напряжения При дальнейшем увеличении напряжения связь между σ и ε становится связь между σ и ε становится нелинейной (участок нелинейной (участок abab).). Однако при снятии напряжения Однако при снятии напряжения деформация деформация практически полностью практически полностью исчезает, т. е. , т. е. исчезает восстанавливаются восстанавливаются размеры тела. размеры тела. Максимальное Максимальное напряжение на этом напряжение на этом участке называется пределом упругости пределом упругости  участке называется

и dede).). Если σ > σ Если σ > σупрупр, образец после снятия напряжения , образец после снятия напряжения уже не восстанавливает свои первоначальные уже не восстанавливает свои первоначальные размеры и у тела сохраняется остаточная остаточная размеры и у тела сохраняется деформация εεостост. Такие деформации называются . Такие деформации называются деформация пластическими (участки (участки bcbc, , cdcd и пластическими На участке bcbc деформация деформация На участке происходит почти без происходит почти без увеличения напряжения. увеличения напряжения. Это явление называется Это явление называется текучестью материала. текучестью материала. В точке dd достигается достигается В точке наибольшее напряжение наибольшее напряжение σσmaxmax, которое способен выдержать материал без , которое способен выдержать материал без разрушения (предел прочности предел прочности).). разрушения ( происходит разрушение материала. В точке ee происходит разрушение материала В точке

Материалы, у которых диаграмма Материалы, у которых диаграмма растяжения имеет вид, показанный на растяжения имеет вид, показанный на рис. выше, называются пластичными пластичными. У . У рис. выше, называются таких материалов обычно деформация таких материалов обычно деформация εεmaxmax, при которой происходит , при которой происходит разрушение, в десятки раз превосходит разрушение, в десятки раз превосходит ширину области упругих деформаций. ширину области упругих деформаций. К таким материалам относятся многие К таким материалам относятся многие металлы. металлы. Материалы, у которых разрушение Материалы, у которых разрушение происходит при деформациях, лишь происходит при деформациях, лишь незначительно превышающих область незначительно превышающих область упругих деформаций, называются упругих деформаций, называются хрупкими (стекло, фарфор, чугун). (стекло, фарфор, чугун). хрупкими