Что является причиной деформации

Деформация

Деформа́ция (от лат. deformatio — «искажение») — изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением относительно друг друга. Деформация представляет собой результат изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов. Обычно деформация сопровождается изменением величин межатомных сил, мерой которого является упругое механическое напряжение.

Причины отказа механики
Прогиб
Коррозия
Пластическая деформация
Усталость материала
Удар
Трещина
Плавление
Износ

Деформации разделяют на обратимые (упругие) и необратимые (пластические, ползучести). Упругие деформации исчезают после окончания действия приложенных сил, а необратимые — остаются. В основе упругих деформаций лежат обратимые смещения атомов металлов от положения равновесия(другими словами, атомы не выходят за пределы межатомных связей); в основе необратимых — необратимые перемещения атомов на значительные расстояния от исходных положений равновесия (то есть выход за рамки межатомных связей, после снятия нагрузки переориентация в новое равновесное положение).

Пластические деформации — это необратимые деформации, вызванные изменением напряжений. Деформации ползучести — это необратимые деформации, происходящие с течением времени. Способность веществ пластически деформироваться называется пластичностью. При пластической деформации металла одновременно с изменением формы меняется ряд свойств — в частности, при холодном деформировании повышается прочность.

Содержание

Виды деформации

Наиболее простые виды деформации тела в целом:

В большинстве практических случаев наблюдаемая деформация представляет собой совмещение нескольких одновременных простых деформаций. В конечном счёте, однако, любую деформацию можно свести к двум наиболее простым: растяжению (или сжатию) и сдвигу.

Изучение деформации

Деформация физического тела вполне определяется, если известен вектор перемещения каждой его точки.

Деформация твёрдых тел в связи со структурными особенностями последних изучается физикой твёрдого тела, а движения и напряжения в деформируемых твёрдых телах — теорией упругости и пластичности. У жидкостей и газов, частицы которых легкоподвижны, исследование деформации заменяется изучением мгновенного распределения скоростей.

Причины возникновения деформации твёрдых тел

Деформация твёрдого тела может явиться следствием фазовых превращений, связанных с изменением объёма, теплового расширения, намагничивания (магнитострикция), появления электрического заряда (пьезоэлектрический эффект) или же результатом действия внешних сил.

Упругая и пластическая деформация

Деформация называется упругой, если она исчезает после удаления вызвавшей её нагрузки, и пластической, если после снятия нагрузки она не исчезает (во всяком случае, полностью). Все реальные твёрдые тела при деформации в большей или меньшей мере обладают пластическими свойствами. При некоторых условиях пластическими свойствами тел можно пренебречь, как это и делается в теории упругости. Твёрдое тело с достаточной точностью можно считать упругим, то есть не обнаруживающим заметных пластических деформаций, пока нагрузка не превысит некоторого предела (предел упругости).

Природа пластической деформации может быть различной в зависимости от температуры, продолжительности действия нагрузки или скорости деформации. При неизменной нагрузке, приложенной к телу, деформация изменяется со временем; это явление называется ползучестью. С возрастанием температуры скорость ползучести увеличивается. Частными случаями ползучести являются релаксация и упругое последействие. Одной из теорий, объясняющих механизм пластической деформации, является теория дислокаций в кристаллах.

Сплошность

В теории упругости и пластичности тела рассматриваются как «сплошные». Сплошность (то есть способность заполнять весь объём, занимаемый материалом тела, без всяких пустот) является одним из основных свойств, приписываемых реальным телам. Понятие сплошности относится также к элементарным объёмам, на которые можно мысленно разбить тело. Изменение расстояния между центрами каждых двух смежных бесконечно малых объёмов у тела, не испытывающего разрывов, должно быть малым по сравнению с исходной величиной этого расстояния.

Простейшая элементарная деформация

Простейшей элементарной деформацией является относительное удлинение некоторого элемента:

На практике чаще встречаются малые деформации — такие, что .

Измерение деформации

Измерение деформации производится либо в процессе испытания материалов с целью определения их механических свойств, либо при исследовании сооружения в натуре или на моделях для суждения о величинах напряжений. Упругие деформации весьма малы, и их измерение требует высокой точности. Наиболее распространённый метод исследования деформации — с помощью тензометров. Кроме того, широко применяются тензодатчики сопротивления, поляризационно-оптический метод исследования напряжения, рентгеноструктурный анализ. Для суждения о местных пластических деформациях применяют накатку на поверхности изделия сетки, покрытие поверхности легко растрескивающимся лаком или хрупкими прокладками и т. д.

Примечания

Литература

См. также

Ссылки

В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из-за отсутствия сносок.

Полезное

Смотреть что такое «Деформация» в других словарях:

деформация — деформация: Искажение формы куска мыла по сравнению с предусмотренной в техническом документе. Источник: ГОСТ 28546 2002: Мыло туалетное твердое. Общие технические условия оригинал документа Де … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ДЕФОРМАЦИЯ — (фр.) Уродливость; изменение формы. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ДЕФОРМАЦИЯ [лат. deformatio искажение] изменение формы и размеров тела под действием внешних сил. Словарь иностранных слов. Комлев … Словарь иностранных слов русского языка

ДЕФОРМАЦИЯ — (от латинского deformation искажение), изменение взаимного расположения частиц вещества, обусловленное какими либо внешними или внутренними причинами. Наиболее простые виды деформации твердого тела: растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб, кручение.… … Современная энциклопедия

Деформация — – изменение формы и/или размеров тела под влиянием внешних сил и разного рода воздействий (изменение температуры и влажности, осадка опор и т. д.); в сопротивлении материалов и теории упругости – количественная мера изменения размеров … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Деформация — (от латинского deformation искажение), изменение взаимного расположения частиц вещества, обусловленное какими либо внешними или внутренними причинами. Наиболее простые виды деформации твердого тела: растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб, кручение.… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ДЕФОРМАЦИЯ — (от лат. deformatio искажение) 1) изменение взаимного расположения точек твердого тела, при котором меняется расстояние между ними, в результате внешних воздействий. Деформация называется упругой, если она исчезает после удаления воздействия, и… … Большой Энциклопедический словарь

деформация — См … Словарь синонимов

ДЕФОРМАЦИЯ — (от лат. deformatio искажение), изменение конфигурации к. л. объекта, возникающее в результате внеш. воздействий или внутр. сил. Д. могут испытывать тв. тела (крист., аморфные, органич. происхождения), жидкости, газы, поля физические, живые… … Физическая энциклопедия

деформация — и, ж. déformation f. <лат. deformatio искажение. 1. Изменение размеров, формы твердого тела под воздействие внешних сил (обычно без изменения его массы). БАС 1. || В изобразительных искусствах отступление от воспринимаемой глазом натуральной… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

деформация — деформация, деформированный. Произносится [деформация], [деформированный] и устаревающее [дэформация], [дэформированный] … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке

Деформация — горных пород (от лат. deformatio изменение формы, искажение * a. rock deformafion; н. Deformation von Gesteinen; ф. deformation des roches; и. deformacion de las rocas) изменение относительного положения частиц пород, вызывающее изменение … Геологическая энциклопедия

Источник

Что является причиной деформации

Код ОГЭ 1.12. Деформация тела. Упругие и неупругие деформации. Закон упругой деформации (закон Гука).

Деформация – изменение формы или объёма тела под действием внешних сил. Деформация может быть упругая или неупругая.

Упругая деформация – деформация, при которой после прекращения действия силы размеры и форма тела полностью восстанавливаются.

Изменение длины тела Δl = l – l₀, где l₀ – начальная длина недеформированного тела, l – длина деформированного тела, принято называть величиной деформации.

Величина деформации – это скалярная физическая величина, которая может быть и положительной (тело растягивается), и отрицательной (тело сжимается).

Сила упругости направлена против смещения частей тела при деформации, возникает в деформируемом теле, но приложена к тому объекту, действием которого вызвана деформация.

Закон Гука : Для малых деформаций модуль силы упругости прямо пропорционален величине деформации: F_упр = k |Δl|, где коэффициент пропорциональности k называется жёсткостью.

Единица измерения жёсткости в системе СИ: Н/м. Жёсткость зависит от материала, формы и размеров деформируемого тела.

Внимание! Если тело отсчёта выбранной ИСО расположить у свободного конца деформируемого тела, то при его деформации координата этого конца тела равна величине деформации. Тогда формула закона Гука, записанного для проекции силы упругости, принимает вид: F_упр.x = –kх. Знак «минус» в этом случае указывает на то, что сила упругости направлена в сторону, противоположную смещению частей тела при деформации.

Величины деформаций, для которых справедлив закон Гука, определяются экспериментально для каждого деформируемого тела.

Внимание! Линейная зависимость между модулем силы упругости и удлинением пружины (закон Гука) лежит в основе способа измерения силы с помощью динамометра.

При этом модуль измеряемой силы равен силе упругости пружины, которая, в свою очередь, рассчитывается по величине деформации. Для правильного измерения силы, растягивающей пружину динамометра, необходимо, чтобы во время измерения динамометр находился в покое или двигался прямолинейно и равномерно! Только в этом случае модуль измеряемой силы и модуль силы упругости равны друг другу.

Частные случаи силы упругости:

Внимание! При решении задач часто используется физическая модель «невесомая нерастяжимая нить». Если нить невесома, то она не рассматривается в качестве отдельного тела, для неё не пишется уравнение движения. Условие невесомости приводит также к тому, что силы упругости, возникающие в нити и приложенные к двум связанным телам, равны по модулю (исключение могут составлять задачи, в которых нить перекинута через весомый блок). Нерастяжимость нити приводит к тому, что связанные ею тела движутся с одинаковым по модулю ускорением.

Конспект урока «Деформация тела».

Источник

Деформа́ция (от лат. deformatio — искажение) — изменение относительного положения частиц тела, связанное с их перемещением. Деформация представляет собой результат изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов. Обычно деформация сопровождается изменением величин межатомных сил, мерой которого является упругое напряжение.

Деформации разделяют на упругие и пластические. Упругие деформации исчезают, а пластические остаются после окончания действия приложенных сил. В основе упругих деформаций лежат обратимые смещения атомов металлов от положения равновесия; в основе пластических — необратимые перемещения атомов на значительные расстояния от исходных положений равновесия.

Способность веществ пластически деформироваться называется пластичностью. При пластическом деформировании металла одновременно с изменением формы меняется ряд свойств, в частности, при холодном деформировании повышается прочность.

Наиболее простые виды деформации тела в целом:

растяжение,
сжатие,
сдвиг,
изгиб,
кручение.

В большинстве случаев наблюдаемая деформация представляет собой несколько деформаций одновременно. В конечном счёте, однако, любую деформацию можно свести к 2 наиболее простым:

Деформация тела вполне определяется, если известен вектор перемещения каждой его точки. Деформация твёрдых тел в связи со структурными особенностями последних изучается физикой твёрдого тела, а движения и напряжения в деформируемых твёрдых телах — теорией упругости и пластичности. У жидкостей и газов, частицы которых легкоподвижны, исследование деформации заменяется изучением мгновенного распределения скоростей.

Причины возникновения деформации твёрдых тел

Упругая и пластическая деформация

Природа пластической деформации может быть различной в зависимости от температуры, продолжительности действия нагрузки или скорости деформации. При неизменной приложенной к телу нагрузке деформация изменяется со временем; это явление называется ползучестью. С возрастанием температуры скорость ползучести увеличивается. Частными случаями ползучести являются релаксация и последействие упругое. Одной из теорий, объясняющих механизм пластической деформации, является теория дислокаций в кристаллах.

Источник

Причины деформаций зданий и сооружений

Деформация обозначает изменение формы здания или сооружения. В геодезии под деформацией понимают изменение положения отдельных точек и всего сооружения относительно опорной геодезической сети под действием непреодолимой силы.

Все здания, конструкции и сооружения испытывают деформацию под воздействием природы, деятельности человека и конструктивных особенностей. Особенно это касается зданий в условиях плотной городской застройки. Риск деформирования зданий в том, что они могут быть не видны обычному глазу.

Современное строительство использует новые конструкции и материалы, которые приводят к повышенной чувствительности сооружений, к изменениям в грунте, особенно деформациям грунтового основания. У каждого здания есть расчётные величины высоты, положения в пространстве. Чтобы понять, что здание сохраняет заданное положение или изменило его, нужна помощь специалистов. Инженеры-геодезисты выявляют и отслеживают причины деформаций зданий и сооружений. Если деформации слишком сильные, здание может разрушиться.

Виды деформации и причины их появления

Повреждения возникают из-за воздействия постоянных и переменных нагрузок.

Среди деформаций выделяют следующие: осадка, крен, оседание, прогибы, выгибы, кручения, перекосы, горизонтальные смещения. Ниже подробно рассматривается каждый из них.

Деформации бывают остаточными и исчезающими после устранения воздействий. Для установления характера проводят геометрическую характеристику до нагрузки, под её воздействием и после её снятия.

В числе причин деформации зданий специалисты называют следующие факторы.

Эксперты по геодезии отмечают, что повреждения, деформации объектов становятся результатом воздействия целого комплекса факторов, одни из которых преобладают, а другие слабо выражены. Основная задача геодезического контроля – установить причины и изучить обстоятельства, вызвавшие их развитие.

Типы деформации

В зависимости от того, как приложена внешняя сила, различают деформации растяжения-сжатия, сдвига, изгиба, кручения.

Деформация растяжения-сжатия

Деформация растяжения-сжатия вызывается силами, которые приложены к концам бруса параллельно его продольной оси и направлены в разные стороны.

Под действием внешних сил частицы твёрдого вещества, колеблющиеся относительно своего положения равновесия, смещаются. Но этому процессу пытаются помешать внутренние силы взаимодействия между частицами, старающиеся удержать их в исходном положении на определённом расстоянии друг от друга. Силы, препятствующие деформации, называются силами упругости.

Деформацию растяжения испытывают натянутая тетива лука, буксировочный трос автомобиля при буксировке, сцепные устройства железнодорожных вагонов и др.

Когда мы поднимается по лестнице, ступеньки под действием нашей силы тяжести деформируются. Это деформация сжатия. Такую же деформацию испытывают фундаменты зданий, колонны, стены, шест, с которым прыгает спортсмен.

Деформация сдвига

Если приложить внешнюю силу по касательной к поверхности бруска, нижняя часть которого закреплена, то возникает деформация сдвига. В этом случае параллельные слои тела как бы сдвигаются относительно друг друга.

Представим себе расшатанный табурет, стоящий на полу. Приложим к нему силу по касательной к его поверхности, то есть, попросту потянем верхнюю часть табурета на себя. Все его плоскости, параллельные полу, сместятся друг относительно друга на одинаковый угол.

Такая же деформация происходит, когда лист бумаги разрезается ножницами, пилой с острыми зубьями распиливается деревянный брус и др. Деформации сдвига подвергаются все крепёжные детали, соединяющие поверхности, — винты, гайки и др.

Деформация изгиба

Такая деформация возникает, если концы бруса или стержня лежат на двух опорах. В этом случае на него действуют нагрузки, перпендикулярные его продольной оси.

Деформацию изгиба испытывают все горизонтальные поверхности, положенные на вертикальные опоры. Самый простой пример — линейка, лежащая на двух книгах одинаковой толщины. Когда мы поставим на неё сверху что-то тяжёлое, она прогнётся. Точно так же прогибается деревянный мостик, перекинутый через ручей, когда мы идём по нему.

Деформация кручения

Кручение возникает в теле, если приложить пару сил к его поперечному сечению. В этом случае поперечные сечения будут поворачиваться вокруг оси тела и относительно друг друга. Такую деформацию наблюдают у вращающихся валов машин. Если вручную отжимать (выкручивать) мокрое бельё, то оно также будет подвергаться деформации кручения.

Этапы мониторинга и наблюдения за деформацией зданий и сооружений

Когда есть подозрение на дефект здания или необходимо провести геодезический мониторинг объекта, обращаются к специалистам по геодезии. Далее комплекс работ проводится поэтапно. Подробности каждого этапа приведены в таблице.

Этапы	Содержание
Первый этап	Собирают и изучают техническую документацию, сведения по строительству и эксплуатации объекта.

Составляют рабочую программу, где отмечают цель и задачи измерений, намечают расположение геодезических знаков, составляют график работ и выбирают метод измерений.

Второй этапВключает осмотр и обследование территории и надземных конструкций сооружения, здания. Особое внимание специалисты уделяют близлежащим постройкам и устройствам для отвода поверхностных вод.

Проектируют, изготавливают и устанавливают геодезические знаки, проводят измерения по графику в соответствии с выбранной методикой.

Осматривают внешнее состояние здания, конструкций, делают замеры с помощью оборудования и собирают образцы для установления прочности, плотности, водопроницаемости и другие необходимые физико-механические характеристики.

Третий этапОбследуют фундаменты и грунты в основании объекта. Закладывают шурфы в аварийной зоне и за её пределами, а потом сравнивают результаты. Во время реконструкции проводят обследование всех колонн и стен. Делают поверку полевых журналов, оценивают точность проведённых полевых работ. Составляют ведомости по каждому циклу. Составляют отчёты по результатам и оформляют их графически.

Геодезический контроль за деформациями заключается в том, чтобы периодически проверять положение точек сооружений, обозначенных марками, относительно неподвижных знаков по вертикали и горизонтали. Замеры и вычисления проводятся дистанционно бесконтактным способом. Так, с помощью тахеометра устанавливаются пространственные координаты критичных точек, а результаты выполняются автоматически и высвечиваются на экране дисплея. Осадки определяются с помощью высокоточного нивелира.

Периодичность наблюдения за деформациями

Деформации отслеживают с того момента, когда здание только начинают строить и ведут наблюдения до того момента, когда деформации стабилизируются до 1-2 мм в год.

Приняты следующие сроки измерения деформаций

После каждого цикла наблюдений составляют график изменения осадок по срокам, таблицу осадок и ведут ведомость отметок нивелирных марок.

Когда скорость деформации увеличивается, появляются крены, трещины, возрастает скорость осадок, то наблюдения проводят чаще.

Наблюдения включают измерения, описания размера деформаций и установления причин их возникновения.

Наблюдают за деформациями оснований, грунтов, чтобы проверить корректность проектных расчётов, выявить закономерности и оперативно принять меры для устранения последствий и предотвратить опасные ситуации.

Во время эксплуатации здания за деформацией наблюдают по календарному плану, делают систематические замеры и фиксируют их в документах. Специалисты ведут мониторинг состояния и температуры подземных вод, грунтов, метеорологических данных, изменение строительной нагрузки и нагрузки от оборудования.

Таким образом, наблюдение за деформациями проводят с нулевого этапа строительства и во время эксплуатации. Обязательно отслеживают вертикальные и горизонтальные смещения объекта перед началом капитального ремонта, перед вводом в эксплуатацию и при назначении судебной строительной экспертизы.

Причины возникновения

Причины образования деформаций и напряжений при сварке подразделяются на основные и побочные категории. К первым относят те, которые возникают во время сварки, поэтому неизбежны. Вторые нужно предотвращать.

Основные причины возникают как следствие:

К побочным причинам причисляют:

Все типы геодезических знаков и места их размещения

Есть деформация или нет – может установить геодезист после измерений и обследований. Для этого проводят контрольные измерения.

Определяют устойчивые грунты за пределами зоны строительных работ и в максимальной близости от объекта наблюдения.

Устанавливается от 3 опорных точек для наблюдения за 1 одним объектом.

Для наблюдения за деформациями применяют несколько видов геодезических знаков.

Вид знака	Функции
Опорные знаки	Используются в качестве основы. Это неподвижная точка в горизонтальной плоскости, относительно которой устанавливают смещение деформационных знаков. Опорные знаки должны быть устойчивыми, так как устанавливаются на длительные сроки.
Вспомогательные знаки	Служат, чтобы передавать координаты с опорных геознаков на деформационные.
Деформационные знаки	Устанавливаются на объекте, который исследуется. Знаки располагаются на стыках капитальных стен, на углах зданий и в зонах максимального напряжения конструкции с интервалом 10-15 м. Определяют начальное положение и время установки знаков, а затем отслеживают, как изменяется положение здания вместе с деформационным знаком.
Осадочные марки (осадочные реперы)	Используются для измерений осадки зданий и сооружений. Закрепляют в стенах или фундаменте исследуемого объекта.
Маяк	Это специальная конструкция из прозрачного пластика с нанесенными рисками, которая позволяет отслеживать раскрытие трещины и развитие деформации.

Правильная установка геодезических знаков обеспечивает качество, полноту и достоверность деформаций. Выбор зависит от цели наблюдений, вида деформаций, конструкции здания, инженерно-геологических условий.

Установку деформационных знаков регулируют правила и Федеральные законы «О техническом регулировании», «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

Источник