Пластичность (физика) — Wikiwand

• ВведениеПластичность (физика)
• Физические механизмыВ металлахСистемы скольженияОбратимая пластичностьАморфные материалыТрещинообразованиеЯчеистые материалыПочвы и песокКамни и бетон
• Математические описанияТеория деформацииТеория пластического течения
• Предел текучестиКритерий ТрескаКритерий Губера — фон Мизеса
• Примечания
• См. также
• Литература

Уважаемый Wikiwand AI, давайте упростим задачу, просто ответив на эти ключевые вопросы:

Перечислите основные факты и статистические данные о %d0%9f%d0%bb%d0%b0%d1%81%d1%82%d0%b8%d1%87%d0%bd%d0%be%d1%81%d1%82%d1%8c (%d1%84%d0%b8%d0%b7%d0%b8%d0%ba%d0%b0)?

Кратко изложите эту статью для 10-летнего ребёнка

ПОКАЗАТЬ ВСЕ ВОПРОСЫ

Пласти́чность — способность материала без разрушения получать большие остаточные деформации. Свойство пластичности имеет решающее значение для таких технологических операций, как штамповка, вытяжка, волочение, изгиб и др. Мерой пластичности являются относительное удлинение δ{\displaystyle \delta } и относительное сужение ψ{\displaystyle \psi }, определяемые при проведении испытаний на растяжение. Чем больше δ{\displaystyle \delta }, тем более пластичным считается материал. По уровню относительного сужения ψ{\displaystyle \psi } можно делать вывод о технологичности материала. К числу весьма пластичных материалов относятся отожженная медь, алюминий, латунь, золото, малоуглеродистая сталь и др. Менее пластичными являются дюраль и бронза. К числу слабо пластичных материалов относятся многие легированные стали.

Механика сплошных сред
Сплошная среда
См. также: Портал:Физика

Типичная зависимость деформации от механического напряжения растяжения для малоуглеродистой конструкционной стали (кривая σ{\displaystyle \sigma }−ε{\displaystyle \varepsilon }).
1 — Предел прочности.
2 — Предел текучести (предел упругости).
3 — Точка разрушения.
4 — Область деформационного упрочнения.
5 — Область формирования шейки.
A: Видимое напряжение (F/A0{\displaystyle F/A_{0}}).
B: Истинное напряжение (F/A{\displaystyle F/A}).
A0{\displaystyle A_{0}} —исходное сечение недеформированного образца;
A{\displaystyle A} —текущее сечение образца под напряжением.

У пластичных материалов прочностные характеристики на растяжение и сжатие сопоставляют по пределу текучести. Принято считать, что σ{\displaystyle \sigma }_т.р≈σ{\displaystyle \sigma }_т.с.

Деление материалов на пластичные и хрупкие является условным не только потому, что между теми и другими не существует резкого перехода в значениях δ{\displaystyle \delta } и ψ{\displaystyle \psi }. В зависимости от условий испытания многие хрупкие материалы способны вести себя как пластичные, а пластичные — как хрупкие.

Очень большое влияние на проявление свойств пластичности и хрупкости оказывают скорость натяжения и температура. При быстром натяжении более резко проявляется свойство хрупкости, а при медленном — свойство пластичности. Например, хрупкое стекло способно при длительном воздействии нагрузки при нормальной температуре получать остаточные деформации. Пластичные же материалы, такие как малоуглеродистая сталь, под воздействием резкой ударной нагрузки проявляют хрупкие свойства.

Показатели прочности и пластичности материала — Студопедия

Поделись с друзьями: 

Прочность — это способность материала сопротивляться пластической деформации.

Показатели прочности:

1. Предел пропорциональности — это напряжение, ниже которого соблюдается прямая пропорциональная зависимость между напряжением и относительной деформацией:

,

где Р_пц — нагрузка при пределе пропорциональности.

2. Предел упругости s_0,05 — это условное напряжение, при котором остаточная деформация составляет 0,05% расчетной длины. Ввиду малости величины остаточной деформации на пределе упругости его иногда принимают равным пределу пропорциональности.

3. Предел текучести физический — это наименьшее напряжение при котором образец деформируется без увеличения растягивающей нагрузки:

,

Если на кривой деформации отсутствует четко выраженная площадка текучести (рис. 7, а), то определяют предел текучести условный.

4. Условный предел текучести s_0,2 — это напряжение, при котором остаточное удлинение достигает 0,2% длины участка образца на его рабочей части, удлинение которого принимается в расчет при определении указанной характеристики:

,

5. Сопротивление значительным пластическим деформациям (для пластичных материалов) характеризуется пределом прочности.

Предел прочности (временное сопротивление) s_В — это условное напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке Р_МАХ, предшествовавшей разрыву образца:

.

Пластичность — это способность материала проявлять, не разрушаясь, остаточную деформацию.

Показатели пластичности:

1. Относительное удлинение после разрыва d — это отношение приращения расчетной длины образца (l_K – l₀) после разрушения (рис. 8) к начальной расчетной длине l₀, выраженное в процентах:

Для определения длины расчетной части l_K после разрыва части образца плотно прикладывают друг к другу (рис. 8) и измеряют расстояние между метками, которые ограничивали начальную расчета длину.

Относительное сужение y — это отношение абсолютного уменьшения площади поперечного сечения в шейке образца (F₀ – F_K) к начальной площади сечения F₀ выраженное в процентах:

где F₀ и F_K — площади поперечного сечения образца до и после испытания соответственно.

Способы определения твердости материалов.

Твердость — способность материала сопротивляться упругой и пластической деформации при внедрении в него более твердого тела (индентора).

Определение твердости по методу Роквелла

При измерении твердости по Роквеллу индентор — алмазный конус с углом при вершине 120° (ГОСТ 9013-59) и радиусом закругления 0,2 мм или стальной шарик диаметром 1,5875 мм (1/16 дюйма) — вдавливается в образец под действием двух последовательно прилагаемых нагрузок: предварительной Р₀ и общей Р = Р₀ + Р₁, где Р₁ — основная нагрузка.

Схема измерения твердости по Роквеллу

Сначала индентор вдавливается в поверхность образца под предварительной нагрузкой Р₀  = 100 Н, которая не снимается до конца испытания, что позволяет повысить точность испытаний, т.к. исключает влияние вибраций и тонкого поверхностного слоя. Под нагрузкой Р₀ индентор погружается в образец на глубину h₀. Затем на образец подается полная нагрузка Р = Р₀ + Р₁, глубина вдавливания увеличивается. Последняя после снятия основной нагрузки Р₁ (на индентор вновь действует только предварительная нагрузка

Р₀) определяет число твердости по Роквеллу (HR). Чем больше глубина вдавливания h, тем меньше число твердости HR.

Твердомер Роквелла автоматически показывает значения числа твердости в условных единицах по одной из трех шкал — А, В и С и соответственно они обозначаются как HRA, HRB и HRC. Выбор шкалы производится по предварительно известной твердости материала по Бринеллю из табл.3. Если сведений о твердости материала образца нет, то после ориентировочных замеров необходимо обратиться к табл.5 и затем произвести окончательные замеры твердости.

Таблица 3

Примерная твердость по Бринеллю	Шкала Роквелла	Тип индентора	Общая нагрузка	Допускаемые величины твердости по шкале
Н	кгс
Менее 228	Шкала В (красная)	стальной шарик			25-100
229-682	Шкала С (черная)	алмазный конус			22-68
363-720	Шкала А (черная)	алмазный конус			70-85

Существенное значение имеет толщина испытуемого образца. После замера твердости на обратной стороне образца не должно быть следов отпечатка.

Во всех случаях измерений значение предварительной нагрузки постоянно и равно Р₀  = 100 Н.

Число твердости выражается формулами:

, (3)

, (4)

где (0,002 — цена деления шкалы индикатора твердомера Роквелла).

Таким образом, единица твердости по Роквеллу безразмерная величина, соответствующая осевому перемещению индентора на 0,002 мм.

Существует несколько типов приборов для измерения твердости по Роквеллу, но принципиальные схемы их работы аналогичны.

Определение твердости по методу Виккерса

При стандартном измерении твердости по Виккерсу (ГОСТ 2999-75) в поверхность образца вдавливается алмазный индентор в форме четырехгранной пирамиды с углом при вершине a»136°. После удаления нагрузки P (10¸1000 Н), действовавшей определенное время (10-15 с), измеряют диагональ отпечатка d, оставшегося на поверхности образца.

Число твердости HV определяют по формуле:

(5)

где Р — нагрузка в кгс, d — длина диагонали отпечатка в мм.

Число твердости записывается без единиц измерения, например 230 HV. Если число твердости выражают в МПа, то после него указывают единицу измерения, например HV = 3200 МПа.

Относительно небольшие нагрузки и малая глубина вдавливания индентора обуславливают необходимость более тщательной подготовки поверхности, чем при измерении твердости по Бринеллю. Образцы, как правило, полируют, с поверхности снимается наклеп.

Измерения осуществляют на приборах марки ТП. Прибор смонтирован на станине 1. Образец помещают на опорный столик 5. Нагрузка прилагается к индентору 6 через установленный на призмах рычаг. Рычаг с подвеской 14 без сменных грузов 15 обеспечивает минимальную нагрузку 50 Н.

Схема прибора ТП для определения твердости по Виккерсу:

1 — станина; 2 — педаль грузового привода; 3 — маховичок; 4 — винт подъемный; 5 — столик опорный; 6 — индентор; 7 — рукоятка; 8 — шпин-дель; 9 — шпиндель промежуточный; 10 — микроскоп измерительный; 11 — призма; 12 — рычаг; 13 — штырь; 14 — подвеска; 15 — грузы сменные; 16 — шпиндель пустотелый; 17 — ры-чаг ломанный; 18 — винт регулиро-вочный; 19 — амортизатор масляный; 20 — груз; 21 и 22 — рычаги; 23 — руко-ятка.

После установки образца на столик 5 совмещают перекрестие окуляра микроскопа 10 с тем местом на образце, твердость которого необходимо измерить. Наводят на резкость, устанавливают индентор над образцом, включают механизм грузового привода. Пока образец находится под нагрузкой, горит сигнальная лампочка, расположенная в верхней части передней панели твердомера.

После снятия нагрузки поворотную головку переводят в такое положение, чтобы полученный отпечаток вновь был виден в микроскоп. Затем с помощью барабанчика окуляр-микрометра замеряют длину диагонали отпечатка.

Физический смысл числа твердости по Виккерсу аналогичен НВ, величина HV тоже является усредненным условным напряжением в зоне контакта индентор — образец и характеризует обычно сопротивление материала значительной пластической деформации.

Числа HV и НВ близки по абсолютной величине только до 400-450 НV. Выше этих значений метод Бринелля дает искаженные результаты из-за остаточной деформации стального шарика. Алмазная же пирамида в методе Виккерса позволяет определять твердость практически любых металлических материалов. Еще более важное достоинство этого метода — геометрическое подобие отпечатков при любых нагрузках, поэтому возможно строгое количественное сопоставление чисел твердости НV любых материалов, испытанных при различных нагрузках.

Хрупкое и вязкое разрушение материала.

При хрупком разрушении макропластическая деформация отсутствует. В металле возникает только упругая деформация. Разрушение происходит путем отрыва или скола, когда плоскость разрушения перпендикулярна действующим напряжениям. Разрушение начинается от дефекта (микротрещины), вблизи которого концентрируются напряжения, превосходящие теоретическую прочность металла.

При вязком разрушении металл претерпевает значительную пластическую деформацию. У пластичных материалов, благодаря релаксации напряжений, их концентрация вблизи несплошностей оказывается недостаточной и развитие трещин скола (т. е. хрупких) не происходит. Вязкое разрушение происходит путем сдвига.

---

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  

---



пластичность_(физика)

В физике и материаловедении пластичность — это свойство материала претерпевать необратимое изменение формы в ответ на приложенную силу. Например, твердый кусок металла или пластика, сгибаемый или растираемый до новой формы, проявляет пластичность, поскольку в самом материале происходят постоянные изменения. Напротив, постоянная складка на листе бумаги или изменение формы влажной глины происходит из-за перегруппировки отдельных волокон или частиц. В технике переход от упругого поведения к пластическому называется пределом текучести.

Дополнительные рекомендуемые знания

Содержимое 1 Пояснение 2 Математические описания пластичности 2.1 Теория деформации 2. 2 Теория пластичности течения 3 Эластичный или пластический отказ 3.1 Критерий Трески 3.2 Критерий фон Мизеса 4 атомных механизма 4.1 Системы скольжения 4.2 Лента сдвига 4.3 Сумасшествие 5 Мартенситные материалы 6 Ячеистые материалы 7 См. также 8 Каталожные номера

Пояснение

Для многих пластичных металлов растягивающая нагрузка, приложенная к образцу, приводит к тому, что он ведет себя упруго. Каждое увеличение нагрузки сопровождается пропорциональным увеличением растяжения, и когда нагрузка снимается, деталь возвращается точно к своему первоначальному размеру. Однако, как только нагрузка превышает некоторый порог (предел текучести), удлинение увеличивается быстрее, чем в упругой области, и когда нагрузка снимается, некоторое удлинение остается. Общий график, отображающий это поведение, приведен ниже.

Пластичность – это свойство материалов подвергаться большой деформации без разрушения. Это встречается в большинстве металлов и в целом является хорошим описанием большого класса материалов. Совершенная пластичность — это свойство материалов подвергаться большим сдвиговым деформациям без какого-либо увеличения (сдвигового) напряжения. Пластмассовые материалы, которые не являются идеально пластичными, являются вязкопластичными.

Микроскопически пластичность металлов является следствием дислокаций.

Математические описания пластичности

Теория деформации

Существует несколько математических описаний пластичности. Одним из них является теория деформации (см., например, закон Гука), где тензор напряжений (порядка d в ​​d измерениях) является функцией тензора деформации. Хотя это описание является точным, когда небольшая часть вещества подвергается возрастающей нагрузке (например, деформации), эта теория не может объяснить необратимость.

Изображение выше представляет компонент напряжения сдвига по отношению к компоненту деформации сдвига при возрастающей деформационной нагрузке.

Пластичные материалы могут выдерживать большие пластические деформации без разрушения. Однако даже пластичные металлы разрушаются, когда деформация становится достаточно большой — это происходит в результате наклепа материала, что делает его хрупким. Термическая обработка, такая как отжиг, может восстановить пластичность обрабатываемой детали, чтобы можно было продолжить формование.

Теория пластичности течения

В 1934 году Эгон Орован, Майкл Поланьи и Джеффри Инграм Тейлор примерно одновременно поняли, что пластическую деформацию пластичных материалов можно объяснить с точки зрения теории дислокаций. Более правильная математическая теория пластичности, теория пластичности течения, использует набор нелинейных, неинтегрируемых уравнений для описания набора изменений деформации и напряжения по отношению к предыдущему состоянию и небольшому увеличению деформации.

Эластичный и пластический отказ

Если напряжение превышает критическое значение, как было сказано выше, материал подвергается пластической, или необратимой, деформации. Это критическое напряжение может быть растягивающим или сжимающим.

Критерий Трески

Этот критерий основан на представлении о том, что разрушение материала происходит при сдвиге, что является относительно хорошим предположением при рассмотрении металлов. Учитывая главное напряженное состояние, мы можем использовать круг Мора, чтобы определить максимальные напряжения сдвига, которые испытает наш материал, и сделать вывод, что материал выйдет из строя, если:

σ ₁ — σ ₃ ≥ σ ₀

Где σ ₁ — максимальное нормальное напряжение, σ ₃ — минимальное нормальное напряжение, и σ ₀ – напряжение, при котором материал разрушается при одноосном нагружении. Можно построить поверхность текучести, которая обеспечивает визуальное представление этой концепции. Внутри поверхности текучести деформация упругая. Вне поверхности деформация носит пластический характер. См. Анри Треска.

Критерий фон Мизеса

Этот критерий основан на критерии Трески, но принимает во внимание допущение, что гидростатические напряжения не способствуют разрушению материала. Фон Мизес находит эффективное напряжение при одноосной нагрузке, вычитая гидростатические напряжения, и утверждает, что все действующие напряжения, превышающие то, которое вызывает разрушение материала при одноосной нагрузке, приведут к пластической деформации.

σ _{эффективный} ² = 1/2 ((σ ₁₁ – σ ₂₂ )² + (σ ₂₂ – σ ₃₃ )² + (σ ₁₁ – σ ₃₃ )²) + 3 (σ ₁₂ ² + σ ₁₃ ² + σ 9 0087 23 ²)

Опять же, визуальное представление поверхности текучести может быть построено с использованием приведенного выше уравнения, которое принимает форму эллипса. Внутри поверхности материалы подвергаются упругой деформации. Вне поверхности они подвергаются пластической деформации. См. стресс фон Мизеса

Атомные механизмы

Системы скольжения

Кристаллические материалы содержат однородные плоскости атомов, организованные в дальнем порядке. Самолеты могут проскальзывать друг мимо друга в тесном направлении, как показано на вики-странице систем скольжения. Результатом является необратимое изменение формы внутри кристалла и пластическая деформация. Наличие дислокаций увеличивает вероятность скольжения самолетов.

Лента сдвига

Наличие других дефектов внутри кристалла может запутывать дислокации или иным образом препятствовать их скольжению. Когда это происходит, пластичность локализуется в определенных областях материала. Для кристаллов эти области локализованной пластичности называются полосами сдвига.

Безумие

В аморфных материалах обсуждение «дислокаций» неприменимо, так как во всем материале отсутствует дальний порядок. Эти материалы все еще могут подвергаться пластической деформации. Поскольку аморфные материалы, как и полимеры, плохо упорядочены, они содержат большое количество свободного объема или неиспользуемого пространства. Натяжение этих материалов при растяжении открывает эти области и может придать материалам нечеткий вид. Эта мутность является результатом растрескивания , когда волокна образуются внутри материала в областях высокого гидростатического напряжения. Материал может превратиться из упорядоченного вида в «сумасшедший» рисунок деформации и растяжек.

Мартенситные материалы

Некоторые материалы, особенно склонные к мартенситным превращениям, деформируются способами, которые плохо описываются классическими теориями пластичности и упругости. Одним из самых известных примеров этого является нитинол, который проявляет псевдоэластичность: деформации, которые обратимы в контексте механического проектирования, но необратимы с точки зрения термодинамики.

Ячеистые материалы

Эти материалы пластически деформируются, когда изгибающий момент превышает полностью пластический момент. Это относится к пенам с открытыми порами, где изгибающий момент действует на стенки ячеек. Пенопласты могут быть изготовлены из любого материала с пластическим пределом текучести, включая жесткие полимеры и металлы. Этот метод моделирования пены в виде балок допустим только в том случае, если отношение плотности пены к плотности материала меньше 0,3. Это связано с тем, что балки прогибаются в осевом направлении, а не изгибаются. В пенопластах с закрытыми порами предел текучести увеличивается, если материал находится под напряжением из-за мембраны, которая охватывает поверхность ячеек.

См. также

• Пределы Аттерберга
• Пластометр

Каталожные номера

• Р. Хилл, Математическая теория пластичности, Oxford University Press (1998).

• Джейкоб Люблинер, Теория пластичности, издательство Macmillan Publishing, Нью-Йорк (1990).

• Л. М. Качанов, Основы теории пластичности, Dover Books.

• А.С. Хан и С. Хуанг, Континуальная теория пластичности, Wiley (1995).

• Дж. К. Симо, Т. Дж. Хьюз, Вычислительная неэластичность, Springer.

• М. Ф. Эшби. Пластическая деформация сотовых материалов. Энциклопедия материалов: наука и техника, Elsevier, Oxford, 2001, страницы 7068-7071.

• Ван Влит, К. Дж., 3.032 Механическое поведение материалов, Массачусетский технологический институт (2006)

Пластичность. Значение, типы и часто задаваемые вопросы

Пластичность относится к способности объекта трансформироваться в любую форму и размер.

Когда эластичный материал растягивается за пределы предела эластичности, он необратимо деформируется. Эта остаточная деформация называется пластичностью.

Это означает, что когда материал подвергается воздействию внешней силы большой величины, его межатомные частицы покидают свои старые узлы решетки и удаляются друг от друга.

Здесь мы подробно обсудим упругость, пластичность, виды пластичности и психологию пластичности.

Пластик

Пластичность — это способность твердых материалов течь или постоянно менять ориентацию, когда они подвергаются напряжениям промежуточной величины между теми, которые вызывают временную деформацию и упругое поведение, и теми, которые вызывают разрушение материала до его первоначальной формы.

Пластификация – это воздействие внешних сил, которое приводит к остаточной деформации материала без разрыва или повреждения.

Упругость позволяет твердому телу возвращаться в исходное положение после снятия нагрузки или внешней силы. Пластическая деформация происходит во многих процессах формирования металлов, таких как прокатка, прессование, ковка, а также в геологических процессах, таких как складчатость горных пород и течение горных пород под землей при очень высоких давлениях и при повышении температуры.

Итак, значение пластичности материала — это материал, которому можно придать любую желаемую форму и размер при воздействии высокой температуры и давления.

Пластичность коры

Мы называем пластичность коры нейропластичностью. Это относится к необычайной способности мозга реорганизовывать себя, формируя новые нейронные связи в зависимости от их опыта, образа жизни и окружающей среды.

Собирать информацию о сенсорном опыте и практикуемых движениях — универсальное свойство всех областей коры; и эта способность мозга известна как пластичность коры.

Мы наблюдаем, что корковая пластичность наблюдается в вариациях, которые зависят от опыта и функциональных свойств корковых нейронов и в изменении корковых цепей мозга.

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Нейропластичность Значение

Нейропластичность — это способность нейронных сетей и нейронов в мозге изменять свои связи и поведение в ответ на следующее:

1. Получение новой информации

2. Сенсорная стимуляция

3. Развитие

4. Повреждение или дисфункция

мозга определенные нейронные сети обладают модульностью и выполняют определенные функции, сохраняя при этом способность отклоняться от своих обычных функций и реорганизовывать себя. Следовательно, мы рассматриваем нейропластичность как сложное, многогранное, фундаментальное свойство мозга.

Нейропластичность

Нейропластичность была направлена ​​известными нейробиологами для изучения только в детстве, но после исследований, проведенных во второй половине 20-го века, исследование показало, что многие аспекты мозга могут быть изменены или остаются пластичными даже во взрослом возрасте. также.

Мы называем нейропластичность одновременно нейронной пластичностью и пластичностью мозга. Это способность нейронных сетей в мозгу вносить изменения посредством роста и реорганизации.

Эти изменения варьируются от отдельных путей нейронов, образующих новые связи, до систематических корректировок, таких как корковое переназначение.

Примерами нейропластичности являются варианты контуров и сетей, возникающие в результате изучения новой способности, влияния окружающей среды, практики и психологического стресса.

Развивающийся мозг (за счет эластичности) демонстрирует более высокую степень пластичности, чем мозг взрослого человека. Однако пластичность, зависящая от активности, может иметь важные последствия, такие как здоровое развитие, обучение, память и восстановление после повреждения мозга.

Типы нейропластичности

Существует два типа пластичности; они следующие:

Структурная пластичность известна как способность мозга изменять свои нейронные связи.

Новые нейроны производятся постоянно и интегрируются в центральную нервную систему (ЦНС) на протяжении всей жизни на основе этого типа нейропластичности.

В настоящее время исследователи используют несколько методов визуализации поперечного сечения (то есть магнитно-резонансную томографию (МРТ) и компьютерную томографию (КТ) для изучения структурных изменений человеческого мозга.

Этот тип нейропластичности изучает влияние различных внутренних или внешних раздражителей на анатомическую реорганизацию мозга.