5.10.1. Упругость и пластичность

Изменение формы или размера тела называется деформацией. Деформации бывают растяжения и сжатия, причем рассматриваются только такие деформации, которые исчезают после прекращения действия сил, вызывающих деформацию. Такие деформации называютсяупругими. Все достаточно малые деформации — упругие. Если же деформации не исчезают после прекращения действия внешних факторов, то они называютсяпластическими. Различные виды деформаций изображены нарис. 5.10.

Рис.5.10.Виды деформаций:а— растяжение (сжатие);б— сдвиг;в— изгиб;г— кручение

Все виды деформаций могут быть сведены локально, в каждой точке к растяжению(сжатию) исдвигу. Для растяжения имеет местозакон Гука:F ₌kx. Напомним, что этот закон верен только для упругих деформаций растяжения (сжатия). Коэффициент упругостиkпрямо пропорционален площади поперечного сеченияSи обратно пропорционален длинеl₀деформируемого тела («образца»):k ₌ES/l₀. ВеличинаЕ называетсямодулем упругости(модулем Юнга) и является характеристикой материала, вещества.Модуль упругости— табличная величина. Теперь закон Гука можно записать в виде

σ ₌ Eε, (5.30)

где величина σ ₌ F/S называется механическим напряжением (или простонапряжением), а безразмерная величина ε ₌ x/l₀ — относительной деформацией или удлинением.

Типичная кривая деформирования тела для случая растяжения приведена на рис. 5.  11.

Рис.5.11.Кривая деформирования для растяжения. Разъяснения в тексте

Закон Гука — пропорциональностьнапряженияидеформациивыполняется лишь на участкеОА, однако деформации можно считать почти упругими и на участкеАВ. На участкеВСудлинениеεвозрастает уже без увеличения напряжения. Это явление называетсятекучестью. При еще большем увеличенииσкривая деформирования становится нелинейной (участокCDM). После достижения нагрузки, соответствующей точкеМ(предел упругости), когда напряжение достигает максимума, образец продолжает деформироваться сам так, что напряжение даже уменьшается, а затем (точкаN) наступает разрыв образца.

.