Šlyties, sukimo, lenkimo deformacija – tai kūno tūrio ir formos pokytis, kai jį veikia papildoma apkrova. Tokiu atveju atstumai tarp molekulių ar atomų pasikeičia, todėl atsiranda tamprumo jėgų. Apsvarstykite pagrindinius deformacijų tipus ir jų charakteristikas.
Suspauskite ir ištempkite
Tempiamoji deformacija yra susijusi su santykiniu arba absoliučiu kūno pailgėjimu. Pavyzdys yra vienalytis strypas, kuris yra pritvirtintas viename gale. Kai išilgai ašies veikia priešinga kryptimi veikianti jėga, strypas ištempiamas.
Jėga, veikiama link fiksuoto strypo galo, suspaudžia kūną. Suspaudimo ar tempimo metu keičiasi kūno skerspjūvio plotas.
Įtempimo deformacija – tai objekto būklės pokytis, lydimas jo sluoksnių poslinkio. Šį vaizdą galima analizuoti naudojant kieto kūno modelį, sudarytą iš lygiagrečių plokščių, kurios yra tarpusavyje sujungtos spyruoklėmis. Dėl horizontalios jėgos plokštės pasislenka tam tikru kampu, o kūno tūris nekinta. Esant tamprioms deformacijoms, atsiskleidė tiesiogiai proporcingas kūnui veikiančios jėgos ir šlyties kampo ryšys.priklausomybė.
Lenkimo deformacija
Panagrinėkime šio tipo deformacijų pavyzdžius. Lenkimo atveju išgaubta kūno dalis yra šiek tiek įtempta, o įgaubtas fragmentas suspaudžiamas. Tokio tipo deformacijos patiriamo kūno viduje yra sluoksnis, kuris nepatiria nei suspaudimo, nei įtempimo. Paprastai ji vadinama neutralia deformuojamo kūno sritimi. Netoli jo galite sumažinti kūno plotą.
Inžinerijoje šio tipo deformacijų pavyzdžiai naudojami medžiagų taupymui, taip pat statomų konstrukcijų svorio mažinimui. Vientisos sijos ir strypai pakeičiami vamzdžiais, bėgiais, I formos sijomis.
Sukimo deformacija
Ši išilginė deformacija yra netolygi šlytis. Jis atsiranda veikiant jėgoms, nukreiptoms lygiagrečiai arba priešingai strypui, kurio vienas galas yra pritvirtintas. Dažniausiai įvairios konstrukcijose ir mašinose naudojamos dalys ir mechanizmai patiria sudėtingų deformacijų. Bet dėl kelių deformacijų variantų derinio labai palengvina jų savybių skaičiavimas.
Beje, vykstant reikšmingai evoliucijai, paukščių ir gyvūnų kaulai įgavo vamzdinę struktūros versiją. Šis pokytis prisidėjo prie maksimalaus skeleto stiprinimo esant tam tikram kūno svoriui.
Deformacijos žmogaus kūno pavyzdžiu
Žmogaus kūnas patiria didelį mechaninį įtempimą dėl savo pastangų ir svorio, kuris atrodo kaip fizinisveikla. Apskritai deformacija (poslinka) būdinga žmogaus kūnui:
- Suspaudimas apima stuburą, pėdų odą, apatines galūnes.
- Ištempti raiščiai, viršutinės galūnės, raumenys, sausgyslės.
- Lenkimas būdingas galūnėms, dubens kaulams, slanksteliams.
- Sukant kaklas susisuka, o rankos tai patiria sukimosi metu.
Bet jei viršijamas didžiausias įtempimas, galimas plyšimas, pavyzdžiui, peties, šlaunies kaulai. Raiščiuose audiniai susijungia taip elastingai, kad juos galima ištempti du kartus. Beje, šlyties deformacija paaiškina visus pavojus, kylančius moteriai, avint aukštakulnius. Kūno svoris bus perkeltas ant pirštų, o tai padvigubins kaulų apkrovą.
Pagal mokyklose atliktų medicininių apžiūrų rezultatus, iš dešimties vaikų tik vienas gali būti laikomas sveiku. Kaip deformacijos susijusios su vaikų sveikata? Kirpimas, sukimasis, susitraukimas yra pagrindinės netinkamos vaikų ir paauglių laikysenos priežastys.
Tvirtis ir deformacija
Nepaisant gyvojo ir negyvojo pasaulio įvairovės, žmogaus sukurtų daugybės materialių objektų, visi daiktai ir gyvos būtybės turi bendrą savybę – jėgą. Įprasta suprasti medžiagos gebėjimą išlikti ilgą laiką be matomų pažeidimų. Yra struktūrų, molekulių, struktūrų stiprumas. Ši savybė tinka kraujagyslėms, žmogaus kaulams, plytomskolonos, stiklas, vanduo. Šlyties deformacija – konstrukcijos stiprumo patikrinimo variantas.
Įvairių tipų deformacijų naudojimas turi gilias istorines šaknis. Viskas prasidėjo nuo noro sujungti lazdą ir aštrų antgalį, kad būtų galima sumedžioti senovinius gyvūnus. Jau tais tolimais laikais žmogus domėjosi deformacija. Pamainos, suspaudimas, tempimas, lenkimas padėjo jam susikurti būstą, įrankius ir gaminti maistą. Tobulėjant technologijoms, žmonija sugebėjo panaudoti įvairių tipų deformacijas, kad jos atneštų didelę naudą.
Huko dėsnis
Matematiniai skaičiavimai, reikalingi statybose, inžinerijoje, leido pritaikyti Huko dėsnį šlyties deformacijai. Formulė parodė tiesioginį ryšį tarp kūnui taikomos jėgos ir jo pailgėjimo (suspaudimo). Hooke'as panaudojo standumo koeficientą, kad parodytų ryšį tarp medžiagos ir jos gebėjimo deformuotis.
Tobulėjant ir tobulėjant techninėms priemonėms, aparatams ir instrumentams, plėtojant atsparumo teoriją, buvo atlikti rimti plastiškumo ir elastingumo tyrimai. Atliktų fundamentalių eksperimentų rezultatai pradėti taikyti statybos technologijoje, konstrukcijų teorijoje ir teorinėje mechanikoje.
Dėka integruoto požiūrio į problemas, susijusias su įvairių tipų deformacijomis, pavyko plėtoti statybų pramonę, vykdyti taisyklingos laikysenos prevenciją jaunosios kartos šalyje.
Išvada
Deformacijos, atsižvelgtos į mokyklinės fizikos kursą,daryti įtaką gyvajame pasaulyje vykstantiems procesams. Žmonių ir gyvūnų organizmuose nuolat vyksta sukimas, lenkimas, tempimas ir suspaudimas. O norėdami laiku ir visiškai užkirsti kelią problemų, susijusių su laikysena ar antsvoriu, gydytojai naudojasi priklausomybėmis, kurias nustatė fizikai atlikdami fundamentinius tyrimus.
Pavyzdžiui, prieš atliekant apatinių galūnių protezavimą, detaliai apskaičiuojama maksimali apkrova, kuriai ji turėtų būti skaičiuojama. Protezai parenkami kiekvienam žmogui individualiai, nes svarbu atsižvelgti į pastarojo svorį, ūgį ir mobilumą. Laikysenos pažeidimams naudojami specialūs korekciniai diržai, pagrįsti šlyties deformacijos naudojimu. Šiuolaikinė reabilitacinė medicina negalėtų egzistuoti be fizikinių dėsnių ir reiškinių naudojimo, taip pat neatsižvelgus į įvairių deformacijų tipų dėsnius.
