Эластичность и пластичность: РАЗНИЦА МЕЖДУ ПЛАСТИЧНОСТЬЮ И ЭЛАСТИЧНОСТЬЮ | СРАВНИТЕ РАЗНИЦУ МЕЖДУ ПОХОЖИМИ ТЕРМИНАМИ — НАУКА

Содержание

РАЗНИЦА МЕЖДУ ПЛАСТИЧНОСТЬЮ И ЭЛАСТИЧНОСТЬЮ | СРАВНИТЕ РАЗНИЦУ МЕЖДУ ПОХОЖИМИ ТЕРМИНАМИ - НАУКА

Пластичность v эластичность Эластичность и пластичность - два понятия, обсуждаемые как в области материаловедения, так и в экономике. Пластичность - это свойство материала или системы, которое позвол

Пластичность vs эластичность

Эластичность и пластичность - два понятия, обсуждаемые как в области материаловедения, так и в экономике. Пластичность - это свойство материала или системы, которое позволяет им необратимо деформироваться. Эластичность - это свойство системы или материала, которое позволяет им обратимо деформироваться. И пластичность, и эластичность играют важную роль в таких областях, как материаловедение, инженерия, экономика, математическое моделирование и любые другие области, связанные с проектированием и разработкой механических объектов. В этой статье мы собираемся обсудить, что такое пластичность и упругость, их приложения, определения пластичности и упругости, сходства и, наконец, разницу между пластичностью и упругостью.

Эластичность

Эластичность - понятие, непосредственно связанное с деформацией материалов. Когда к твердому телу прикладывается внешнее напряжение, оно имеет тенденцию разъединяться. Это приводит к увеличению расстояния между атомами в решетке. Каждый атом пытается притянуть к себе соседа как можно ближе. Это вызывает силу, пытающуюся сопротивляться деформации. Эта сила известна как деформация. Если построить график зависимости напряжения от деформации, то график будет линейным для некоторых более низких значений деформации. Эта линейная область представляет собой зону, в которой объект упруго деформируется. Упругая деформация всегда обратима. Он рассчитывается по закону Гука. Закон Гука гласит, что для диапазона упругости материала приложенное напряжение равно произведению модуля Юнга и деформации материала. Упругая деформация твердого тела - обратимый процесс, когда приложенное напряжение снимается, твердое тело возвращается в исходное состояние. Упругость также обсуждается математическим моделированием для обозначения обратимо изменяемых границ.

Пластичность

Пластичность - понятие, связанное с пластической деформацией. Когда график зависимости напряжения от деформации является линейным, говорят, что система находится в упругом состоянии. Однако при высоком напряжении график проходит небольшой скачок по осям. Этот предел наступает тогда, когда происходит пластическая деформация. Этот предел известен как предел текучести материала. Пластическая деформация происходит в основном за счет скольжения двух слоев твердого тела. Этот процесс скольжения необратим. Пластическая деформация иногда называется необратимой деформацией, но на самом деле некоторые виды пластической деформации обратимы. После скачка предела текучести график зависимости напряжения от деформации становится плавной кривой с пиком. Пик этой кривой известен как предел прочности. После предела прочности материал начинает «сужаться», создавая неравномерность плотности по длине. Это приводит к образованию участков с очень низкой плотностью материала, что делает его легко ломким. Пластическая деформация используется при закалке металла для тщательной упаковки атомов.

В чем разница между пластичностью и эластичностью?

• Пластичность - это свойство, вызывающее необратимые деформации объекта или системы. Такие деформации могут быть вызваны силами и ударами.

• Эластичность - это свойство объектов или систем, которое позволяет им обратимо деформироваться. Упругие деформации могут быть вызваны силами и ударами.

• Объект должен пройти стадию упругой деформации, чтобы перейти в стадию пластической деформации.

Разница между пластичностью и эластичностью (Наука и природа)

Пластичность против эластичности

Эластичность и пластичность - это две концепции, обсуждаемые как в материаловедении, так и в экономике. Пластичность - это свойство материала или системы, которое позволяет ему необратимо деформироваться. Эластичность - это свойство системы или материала, которое позволяет ей обратимо деформироваться. И пластичность, и эластичность играют главные роли в таких областях, как материаловедение, инженерия, экономика, математическое моделирование и в любой другой области, связанной с проектированием и разработкой механических объектов. В этой статье мы собираемся обсудить, что такое пластичность и эластичность, их применения, определения пластичности и эластичности, сходства и, наконец, различие между пластичностью и эластичностью..

эластичность

Эластичность - это понятие, непосредственно связанное с деформацией материалов. Когда к твердому телу прикладывается внешнее напряжение, оно стремится разойтись. Это приводит к увеличению расстояния между атомами в решетке. Каждый атом пытается притянуть своего соседа как можно ближе. Это вызывает силу, пытающуюся противостоять деформации. Эта сила известна как напряжение. Если построить график зависимости напряжения от деформации, график будет линейным для некоторых более низких значений деформации. Эта линейная область является зоной, в которой объект упруго деформируется. Упругая деформация всегда обратима. Он рассчитывается по закону Гука. Закон Гука гласит, что для диапазона упругости материала приложенное напряжение равно произведению модуля Юнга и деформации материала. Упругая деформация твердого тела является обратимым процессом, когда снятое приложенное напряжение удаляется, твердое тело возвращается в исходное состояние. Упругость также обсуждается математическим моделированием для обозначения обратимо изменяемых границ.

пластичность

Пластичность - это понятие, которое связано с пластической деформацией. Когда график зависимости напряжения от деформации является линейным, говорят, что система находится в упругом состоянии. Однако, когда напряжение высокое, участок проходит небольшой скачок по осям. Этот предел - когда это становится пластической деформацией. Этот предел известен как предел текучести материала. Пластическая деформация происходит в основном из-за скольжения двух слоев твердого тела. Этот процесс скольжения необратим. Пластическая деформация иногда называется необратимой деформацией, но на самом деле некоторые виды пластической деформации являются обратимыми. После скачка предела текучести график зависимости напряжения от деформации становится плавной кривой с пиком. Пик этой кривой известен как предел прочности. После достижения максимальной прочности материал начинает «сужаться», создавая неравномерность плотности по длине. Это делает области материала очень низкой плотности, что делает его легко разрушаемым. Пластическая деформация используется при закалке металла для тщательной упаковки атомов.

В чем разница между пластичностью и эластичностью?

• Пластичность - это свойство, которое вызывает необратимые деформации объекта или системы. Такие деформации могут быть вызваны силами и ударом.

• Эластичность - это свойство объектов или систем, которое позволяет им обратимо деформироваться. Упругие деформации могут быть вызваны силами и ударами.

• Объект должен пройти стадию упругой деформации, чтобы войти в стадию пластической деформации..

Пластичный или эластичный? | «Антигидрон»

В линейках гидроизоляционных смесей на основе органических полимеров, затворяемых перед применением водой, часто встречаются продукты, заявляемые как эластичная гидроизоляция. Такие гидроизоляционные смеси могут быть как однокомпонентные, так и двухкомпонентные. В последнем случае жидкий компонент представляет собой суспензию или эмульсию органического полимера в воде.

Однако в технических условиях на некоторые из таких продуктов отсутствует показатель, подтверждающий наличие эластичных свойств.

Что же такое "Эластичность"?. Толковый словарь Ушакова дает следующее разъяснение:

 - ЭЛАСТИЧНЫЙ (латин. elasticus - Упругий, с греч.). Упругий и гибкий. Эластичная пружина. Эластичная резина.

Что такое гибкий - это всем понятно, а вот что такое упругий? Смотрим тот же словарь:

  - УПРУГИЙ - приобретающий первоначальную форму после прекращения действия какой-н. силы, сжатия; твердый, но эластичный, податливый на сжатие, сгибание. Упругая пружина. Упругие тела. Упругий мяч. Упругие рессоры.

Таким образом, продукт, заявляемый как эластичная гидроизоляция должен приобретать первоначальную форму после прекращения действия на него какой-нибудь силы, например, силы сжатия, растяжения или игзиба. Таким продуктом, например является Антигидрон марки 4 "Шовный":

Эластичные свойства Антигидрона марки 4 и свойства демонстрирует прилагаемый видеоклип (смотреть видеоклип 4,5 Мб)

Соответственно, в технических условиях на эластичный продукт должен фигурировать показатель, характеризующий способность продукта восстанавливать свою форму после снятия с него нагрузки. Таким показателем, например, является "Относительное эластичное восстановление" (ГОСТ 415-75), используемое в описании эластичного гидроизолирующего состава Антигидрон марки 4 "Шовный".

Эластичное восстановление - это ключевой показатель, отличающий ЭЛАСТИЧНЫЕ продукты от ПЛАСТИЧНЫХ (которые обладают гибкостью, но НЕ СПОСОБНЫ восстанавливать первоначальную форму после снятия  нагрузки).

Кстати ПЛАСТИЧНЫЙ продукт есть и в серии "Антигидрон"  - это двухкомпонентный Антигидрон ВЛ "Суперпластичный".

Для характеристики пластичных продуктов используется их способность к пластическим деформациям, например, "Относительное удлинение (при разрыве)". Показатель "Относительное удлинение (при разрыве)" показывает исключительно и только способность материала растягиваться при воздействи нагрузки, но ни как не указывает, а способен ли (и насколько способен) этот материал восстанавливать свою первоначальную форму после снятия нагрузки. К примеру, полиэтилен имеет относительное удлинение при разрыве 200%-800%, однако ни кому и в голову не придёт мысль назвать этот материал эластичным.

Различать между собой эластичный и пластичный продукты требуется при гидроизоляции различных стыков, швов и примыканий. Так, для гидроизоляции усадочных стыков, швов и примыканий подходит пластичный продукт. Тогда как для гидроизоляции стыков и швов, подверженных циклическим деформациям расширения-сжатия, изгиба, кручения и т.п., например, вызванных циклическим изменением температур, требуется, чтобы после этапа расширения увеличивший свою длину или ширину (т.е. растянувшийся) материал на этапе сжатия не выдавило из шва, целесообразно применять эластичный продукт.

Всего доброго и удачи,

заместитель директора по науке ООО НПК "Антигидрон" В. В. Бовт

Пластичный или эластичный? - Строительный журнал — LiveJournal

Такой вопрос зачастую возникает при выборе наиболее подходящего материала для гидроизоляции стыков, швов и примыканий, подверженных различным деформациям. 


В линейках гидроизоляционных смесей на основе органических полимеров, затворяемых перед применением водой, часто встречаются продукты, заявляемые как эластичная гидроизоляция. Такие гидроизоляционные смеси могут быть как однокомпонентные, так и двухкомпонентные. В последнем случае жидкий компонент представляет собой суспензию или эмульсию органического полимера в воде.
Однако в технических условиях на некоторые из таких продуктов отсутствует показатель, подтверждающий наличие эластичных свойств.


Что же такое "Эластичность"?. Толковый словарь Ушакова дает следующее разъяснение:


— ЭЛАСТИЧНЫЙ (латин. elasticus — Упругий, с греч.). Упругий и гибкий. Эластичная пружина. Эластичная резина.
Что такое гибкий — это всем понятно, а вот что такое упругий? Смотрим тот же словарь:

— УПРУГИЙ — приобретающий первоначальную форму после прекращения действия какой–н. силы, сжатия; твердый, но эластичный, податливый на сжатие, сгибание. Упругая пружина. Упругие тела. Упругий мяч. Упругие рессоры.

Таким образом, продукт, заявляемый как эластичная гидроизоляция должен приобретать первоначальную форму после прекращения действия на него какой–нибудь силы, например, силы сжатия, растяжения или игзиба.
Соответственно,  касаясь технических условий эластичного продукта, должен фигурировать показатель, характеризующий способность продукта восстанавливать свою форму после снятия с него нагрузки. Таким показателем, например, является "Относительное эластичное восстановление" (ГОСТ 415–75).
Эластичное восстановление — это ключевой показатель, отличающий ЭЛАСТИЧНЫЕ продукты от ПЛАСТИЧНЫХ (которые обладают гибкостью, но НЕ СПОСОБНЫ восстанавливать первоначальную форму после снятия нагрузки).
Для характеристики пластичных продуктов используется их способность к пластическим деформациям. Например,показатель "Относительное удлинение (при разрыве)" показывает исключительно и только способность материала растягиваться при воздействи нагрузки, но никак не указывает, а способен ли (и насколько способен) этот материал восстанавливать свою первоначальную форму после снятия нагрузки. К примеру, полиэтилен имеет относительное удлинение при разрыве 200%–800%, однако ни кому и в голову не придёт мысль назвать этот материал эластичным.

Различать между собой эластичный и пластичный продукты требуется при гидроизоляции различных стыков, швов и примыканий. Так, для гидроизоляции усадочных стыков, швов и примыканий подходит пластичный продукт. Тогда как для гидроизоляции стыков и швов, подверженных циклическим деформациям расширения–сжатия, изгиба, кручения и т.п., например, вызванных циклическим изменением температур, требуется, чтобы после этапа расширения, увеличивший свою длину или ширину (т.е. растянувшийся) материал на этапе сжатия не выдавило из шва, целесообразно применять эластичный продукт.

заместитель директора по науке ООО НПК «Антигидрон» В. В. Бовт

Крепость, упругость, эластичность и пластичность шерсти

Крепостью шерсти называется сопpотивлeниe шерстяных волокон разрывающим усилиям, приложенным к волокну или пучку волокон. Та нагрузка, которая вызывает обрыв волокон, называется разрывной нагрузкой, или абсолютной крепостью шерсти, выражаемой в граммах или килограммах. Если абсолютную крепость отнести к площади поперечного сечения волокна, то это будет относительная крепость шеpсти (в г/мм2).

В связи с крепостью рассматривают тесно связанные с ней свойства упругости, эластичности и пластичности шерсти.

Упругостью шерсти называется сила, с которой она восстанавливает свои первоначальные размеры и форму после прекращения действия на шерсть тех или иных механических воздействий. Под механическими воздействиями понимают не только разрывные, но и растягивающие усилия, силы сжатия, сгибания, устранение извитости. Эластичностью шерсти называется скорость, быстрота, с которой шерсть восстанавливает свою первоначальную форму.

Упругость и эластичность экспертным путем определяются сжатием в руке пучка шерсти. Для этого пучок шерсти плотно сжимают в горсти, а затем, разжав руку, смотрят, на сколько полно восстанавливает шерсть свои первоначальные размеры (упругость) и с какой быстротой (эластичность). Более крепкая шерсть обладает и лучшей упругостью и лучшей эластичностью.

Пластичностью шерсти называется свойство легко изменять и сохранять измененную форму после того, как устранены те воздействия, которые вызвали это изменение формы.

Пластичность увеличивается при увлажнении шерсти, особенно при повышенной температуре и последующем высушивании. На этом основана утюжка одежды, декатировка тканей, завивка шерсти на овчинах во время выделки и др.

Так как шерстяное волокно обладает большой способностью к растягиванию под влиянием механических усилий, то растяжимость (или удлинение) обычно измеряется разницей между разрывной длиной (наибольшей длиной, предшествующей обрыву) и истинной (распрямленной) длиной волокна, которую оно имело перед растягиванием. Если эту разницу в длине вычислить в процентах к истинной длине, то получим так называемое полное удлинение волокна.

Таким образом, растяжимость - это свойство шерстяных волокон, расправленных от извитков, растягиваться (увеличиваться в длине) под действием нагрузки. Длина, на которую волокно при этом увеличилось, и называется удлинением. Удлинение бывает полное, упругое, а также остаточное. Полное удлинение - это удлинение в момент обрыва волокна; упругое удлинение - удлинение, которое исчезает после снятия нагрузки, а остаточное - удлинение, которое остается после снятия нагрузки.

Явления упругих и остаточных удлинений наблюдаются в повседневной практике использования шерстяных изделий. В новых изделиях, пока они не подвергались сильным растяжениям, действуют преимущественно упругие удлинения. После прекращения растяжения упругие удлинения полностью исчезают, и одежда сохраняет свой первоначальный вид. По мере усиления растягивающих усилий, неблагоприятных внешних воздействий (носки) в шерстяных волокнах все больше и больше накапливается остаточных удлинений и в различных местах одежды появляются растянутые участки («мешки» на локтях, коленях).

На крепость шерсти, а равно упругость, эластичность, влияют многие причины. Видовые различия шерсти резко сказываются на крепости волокон Так, если сравнить крепость овечьей курдючной и верблюжьей шерсти одной и той же тонины, то разрывная нагрузка в граммах верблюжьей шерсти будет значительно превосходить абсолютную крепость курдючной шерсти.

На крепость влияние оказывает и гистологическое строение. Сердцевинный слой волокна ввиду рыхлости и пористости не обладает сопротивлением разрыву подобно плотной ткани коркового слоя. Поэтому волокна с сильно развитой сердцевиной (сухой, мертвый волос) имеют меньшую абсолютную крепость, чем той же толщины волокна с менее развитой сердцевиной.

Хотя крепость волокна в сильной степени зависит от его тонины, т. е. по мере увеличения толщины волокон при прочих равных условиях их абсолютная крепость увеличивается, гистологическое строение, и в частности степень развития сердцевинного слоя, является более сильным фактором, влияющим на крепость волокон.

Породные и индивидуальные особенности овец сказываются на крепости, упругости и эластичности шерсти. Например, из различных видов однородной овечьей шерсти наиболее крепкой на разрыв считается цигайская шерсть, характеризующаяся и высокой упругостью и эластичностью. Шерсть кроссбредных овец отличается также хорошей крепостью. Вследствие этого цигайская и кроссбредная шерсть используются не только для трикотажа и ковров, но и для технических изделий, например для производства мокропрессовых сукон в бумагоделательной промышленности.

Возрастные, половые особенности, а также кормление и содержание овец также влияют на крепость волокон шерсти. Два волокна будут иметь разную крепость, если одно из них во время роста или хранения после стрижки подвергалось сильным разрушающим воздействиям. Влага, температура, химические вещества мочи и кала вызывают разрушение шерстяных волокон. Вода при длительном действии способствует выделению азота из шерсти. Плохое кормление ведет к переследам и голодной тонине.

Во время неправильного складского хранения и транспортирования шерсти может произойти сильное понижение ее крепости, растяжимости и упругости, особенно если шерсть была запрессована с повышенной влажностью. К вредному действию последней присоединяется разрушение кератина шерсти от плесневых грибков и бактерий.

Шерсть с резко пониженной крепостью представляет собой сырье низкого качества.

Гибкость и пластичность – больше чем растяжки!

Работая над улучшением и поддержанием гибкости и, в частности, глубины вдоха и выдоха, практикующие зачастую чрезмерно фиксируются на упражнениях на растяжку. В популярном представлении, чтобы глубже вдохнуть, нужно «растянуть – удлинить – дыхательную мускулатуру» на манер растяжения резины или ткани. Такой подход не учитывает, как минимум, двух важных фактов. 1) Мышцы – это не статичный в своих свойствах объект (как резина), а живая ткань, меняющаяся в зависимости от условий, состояний организма и выполняемых им задач;  нужно не удлинять их, а заботиться об их здоровье и функциональности. 2) Помимо мускулов, на гибкость оказывают влияние и другие скелетные, точнее, фасциальные элементы: суставы, связки, сухожилия. Так что уровень гибкости обусловлен сочетанием пластичности мускулатуры и подвижности или мобильности фасциальных структур.

Строго говоря, мышцы имеют несколько разных упругих свойств: растяжимость как способность к удлинению под влиянием нагрузки, эластичность как способность возвращаться к первоначальному состоянию после снятия нагрузки и пластичность как способность сохранять достигнутую длину без изменения напряжения. Упражнения на растяжку улучшают растяжимость и пластичность мускулатуры, а также способствуют мышечному расслаблению. Это в некоторой степени улучшает состояние и суставно-связочного аппарата, снижая напряжение окружающих мышц; мягкие растяжки также положительно воздействуют и на фасцию как таковую, однако они не могут полностью решить проблему ограниченной подвижности скелетно-фасциальных структур. Поэтому важно подходить к тренировке гибкости и эластичности комплексно. Упражнения на растяжку в этом комплексе мер будут лишь одним из элементов, хоть и действительно важным. Заметим здесь, что растяжки для укрепления здоровья фасции должны производиться либо в зоне комфорта, либо с минимальным дискомфортом. 

 

Работа над фасциальной системой

Эластичность фасции или соединительной ткани можно улучшить с помощью упражнений. Здесь важно понимать, что следует работать не только над отдельными частями структуры – например, часто встречается тенденция фокусироваться только на грудной клетке, – а над всей фасциальной системой. А она «любит» целостные движения, вовлекающие все тело. Еще одна особенность – разнообразие направлений движения, вместо монотонно повторяющихся упражнений. Разнообразить нужно и темп движений, а также интенсивность нагрузки.

Хорошо улучшают эластичность фасции пружинистые, упругие движения, такие как бег трусцой, легкие подпрыгивания, потряхивания, «приплясывания». При этом нужно избегать рывковых движений или очень резкой смены направления движения. Например, если вы прыгаете со скакалкой и приземляетесь сначала на носочки и только затем опираетесь на всю стопу, то вы тренируете эластичность сухожилий и всей фасциальной системы, при этом компенсируя удар и мягко снижая ускорение. Если же приземляться на пятки, то такое движение не только не улучшит эластичности, но и приведет к чрезмерному стрессу всей скелетно-фасциальной системы, чреватому повреждениями. Здесь подойдет такой принцип: полезное движение будет ощущаться приятным; нужно следовать чувству элегантности и легкости движения. 

 

 

Чтобы движение было бережным, полезно использовать подготовительные движения в обратном направлении, как, например, бросают мяч «с размаху» или немного приседают прежде чем поднять что-то тяжелое. Кроме этого, совершая движение, следует позволять телу следовать этому движению – «подаваться» за ним. Эти особенности движения помогают смягчать его и снижать усилие за счет эластичности.

Следует заметить, что тренировка эластичности фасции – процесс более длительный, чем привычная тренировка мышц. Она требует постепенного прогресса, регулярности и внимания к ощущениям. 

 

Стимуляция и самомобилизация

Еще полезные для миофасциальной системы практики – разнообразные методы стимуляции поверхностных и глубоких тканей: растирание кожи, массаж, стимуляция триггерных точек с помощью массажных шариков или других приспособлений, использование валика (фоумроллера). Эти приемы помогают освобождению тканей, расслаблению и восстановлению, улучшают проприоцепцию и гидратацию фасции – при условии адекватного режима питья.

Показано, что приемы самомобилизации для торса, включающие суставную разминку и упражнения с использованием перечисленных выше приспособлений, оказывают заметное положительное влияние на раскрытие грудной клетки и респираторную функцию. 

 

 

Тренировка дыхательной мускулатуры

Специфическая тренировка дыхательной мускулатуры улучшает не только выносливость при плавании в ластах на задержке дыхания, но и общую выносливость. Интересно, что эффект от такой тренировки более заметен у людей в невысокой спортивной форме, чем у более атлетически подготовленных. Есть несколько типов таких упражнений, некоторые из которых предполагают использования специального прибора, оказывающего регулируемое сопротивление вдоху и выдоху. Существуют, однако, упражнения, не требующие специального оборудования – например, упражнения, сочетающие дыхание с движениями рук и корпуса, многие элементы дыхательной гимнастики йоги, пение – или упражнения с использованием более привычных спортивных снарядов: мяча для фитнеса, эластичной ленты или слинга.  

 

 

Тренировка кора

Интересная взаимосвязь обнаружена между функциональностью дыхательной мускулатуры и силой кора. Она же – сила кора, обеспечивающая постуральную устойчивость – является важным элементом здоровья миофасциальной системы. Здесь используется так называемая функциональная тренировка, включающая статические и динамические упражнения, вовлекающие глубоко лежащие мышцы-стабилизаторы. Это, главным образом, упражнения «на баланс», распределяющие нагрузку на весь опорно-двигательный аппарат. 

 

 

Мы видим, что функциональность структур, обеспечивающих дыхательные движения, требует комплексной тренировки, и распространенная среди ныряльщиков фиксация на растяжках является искаженным представлением о фридайверской форме. При том, что для фридайверов важна специфическая тренировка дыхательной мускулатуры, она – лишь часть системы поддержания здоровья всего опорно-двигательного аппарата. Здесь следует еще напомнить о важности предварительных разминок и разогрева – перед любыми видами тренировки. 

 

Елена Петрушина

Технический редактор: Ирина Зеленкова

 

Fascial Fitness: Training in the Neuromyofascial Web, Thomas Myers, 2011

Chest Wall Mobility Is Related to Respiratory Muscle Strength and Lung Volumes in Healthy Subjects, Fernanda de Cordoba Lanza, Anderson Alves de Camargo, Lilian Rocha Ferraz Archija, Jessyca Pachi Rodrigues Selman, Carla Malaguti, and Simone Dal Corso, 2013

The effect of “the core conditioning exercises” using the stretch pole on thoracic expansion difference in healthy middle-aged and elderly persons, Shigeki Yokoyama, Kazuyoshi Gamada, Shinji Sugino, Rie Sasanoc, 2012

The effect of thoracic region self-mobilization on chest expansion and pulmonary function, Ju-hyeon Jung, Dong-chul Moon, 2015

Resistive respiratory muscle training improves and maintains endurance swimming performance in divers, Paul Lindholm, Juli Wylegala; David Pendergast, Claes Lundgren, 2007

Effect of Respiratory Muscle Training on Exercise Performance in Healthy Individuals, Sabine Illi, Ulrike HeldIrène Frank, Christina Spengler, 2012

Respiratory Muscle Training in Healthy Humans: Resolving the Controversy, Alison McConnell, Lee Romer, 2004

Influence of an eight-week core strength training program on respiratory muscle fatigue following incremental exercise, Mustafa Özdal, 2016

Свойства скелетных мышц

Возбудимость. Воз­будимость скелетной мышцы меньше возбудимости нервов. Определяют по силе мышечного воз­буждения, вызываемого через элек­троды, наложенные непосредственно на мышцу. Однако в данном случае раздражаются и мышечные, и нервные волокна, поэтому измеренная вели­чина возбудимости не будет соответ­ствовать фактической возбудимости мышцы. Для определения непосред­ственной возбудимости мышцы ее отравляют ядом кураре. Яд не влия­ет на нервные и мышечные волокна, он блокирует функцию нервно-мы­шечного синапса и нарушает прове­дение возбуждения с нерва на мыш­цу. Возбудимость мышцы обусловле­на функцией мембраны мышечного волокна.

Возбуждение в мышцах прово­дится изолированно, то есть не пере­ходит с одного мышечного волокна на другое. Нервно-мышечные синапсы в основном расположены в середине мышечного волокна, поэтому воз­буждение распространяется в обе стороны и, быстро охватывая всю мышцу, вызывает одновременное сокращение всех ее частей, Однако скорость распространения возбужде­ния в белых и красных волокнах ске­летных мышц различна: так, в белых волокнах она равна 12-15, в крас­ных — 3-4 м/с.

Скелетная мышца — упругое тело. Упругостью обладают активные сократительные и пассивные упру­гие компоненты. Они обеспечивают растяжимость, эластичность и плас­тичность мышц

Растяжимость. Свойство мышцы удлиняться под влиянием нагрузки. Если к мышце подвесить груз, то она растягивается. Степень растяжения мышцы зависит от величины груза. Растяжимость разных мышечных волокон неодинакова: красные растягиваются больше бе­лых, мышцы с параллельными волок­нами удлиняются больше перистых. При растяжении покоящейся мышцы в ней проявляются упругие свойства, и развивается напряжение. У изолированной мышцы упругое напряже­ние равно нулю. При растяжении покоящейся мышцы упругое напряже­ние прогрессивно увеличивается по мере растяжения. В теле животных даже в условиях покоя скелетные мышцы имеют слабое напряжение, так как они несколько растянуты.

Эластичность. Свойство деформированного тела возвращаться к первоначальному своему состоянию после удаления силы, вызвавшей деформацию. Эластичность мышцы изучают, растягивая ее грузом. Бе­лые волокна скелетных мышц харак­теризуются большей эластичностью, чем красные. После удаления груза мышца стремится возвратиться к первоначальной величине. Однако не всегда она достигает первоначальной длины. После длительного рас­тяжения или действия большой на­грузки мышца остается более или менее удлиненной, так как она не обладает совершенной эластичностью.

Пластичность. Свойство тела сохранять приданную ему длину или вообще форму после прекращения действия внешней деформирующей силы. Чем больше внешняя деформирующая сила и продолжительнее ее действие, тем сильнее пластиче­ские изменения. Пластичность мыш­цы состоит не только в остаточном удлинении после растяжения, но и в остаточном укорочении после дли­тельного тетанического сокращения или контрактуры. Различные волок­на скелетных мышц обладают раз­ной пластичностью. Так, у красных волокон, которые удерживают тело в определенном положении, пластич­ность выражена больше, чем у бе­лых.

Эластические и пластические свойства обусловлены разными элементами мышечного волокна. Сарко­лемма и миофибриллы имеют одина­ковые эластические и пластические свойства, а саркоплазма — только пластичность.

Эластичность и пластичность - Energy Education

Рис. 1. Пружинная проволока является примером эластичности, поскольку она возвращается к своей исходной форме после того, как ее потянут и надавят. [1]

Предметы деформируются при толкании, вытягивании и скручивании. Эластичность - это величина, на которую объект может вернуться к своей исходной форме после прекращения этих внешних сил и давлений. [2] Это то, что позволяет пружинам накапливать упругую потенциальную энергию.


Противоположностью упругости является , пластичность ; когда что-то растягивается и остается растянутым, материал считается пластичным.Когда энергия уходит на изменение формы некоторого материала, а она остается измененной, это называется пластической деформацией . Когда материал возвращается к своей первоначальной форме, это упругая деформация. [3] Механическая энергия теряется всякий раз, когда объект подвергается пластической деформации. Производство товаров из сырья связано с большой пластической деформацией. Например, прокатка стали определенной формы (например, арматуры для строительства) включает пластическую деформацию, поскольку создается новая форма.

Рисунок 2. Пластиковая пленка - пример пластичности. После растяжения - остается растянутым. [4]

Большинство материалов обладают силой или давлением, при которых они упруго деформируются. Если приложить большее усилие или давление, они деформируются пластически. Материалы, которые имеют значительную пластическую деформацию перед разрушением, считаются пластичными . [3] Материалы, которые не могут сильно растягиваться или сгибаться без разрушения, считаются хрупкими .Медь довольно пластична, поэтому ее отчасти используют для изготовления проволоки (большинство металлов пластичны (особенно медь). Стекло и керамика часто бывают хрупкими; они скорее будут ломаться, чем гнуться!

Чтобы узнать больше об эластичности, см. Гиперфизику.

Для дальнейшего чтения

Номер ссылки

  1. ↑] "Бесплатное изображение на Pixabay - Весна, Винтовая, Металл, Сталь", Pixabay.com, 2018. [Онлайн]. Доступно: https://pixabay.com/ru/spring-helical-metal-steel-1453075/.[Доступ: 15 июня 2018 г.].
  2. ↑ Р. Д. Найт, «Эластичность», в Физика для ученых и инженеров: стратегический подход, 2-е изд. Сан-Франциско, США: Пирсон Аддисон-Уэсли, 2008, стр. 278.
  3. 3,0 3,1 Хоукс и др., «Деформация и упругость», в Физика для ученых и инженеров, 1-е изд. Торонто: Cengage, 2014, стр. 265-268.
  4. ↑ "Файл: Pvc-Film.jpg - Wikimedia Commons", Commons.wikimedia.org, 2018.[Онлайн]. Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pvc-Film.jpg. [Доступ: 15 июня 2018 г.].

Разница между упругостью и пластичностью

Основное отличие - эластичность и пластичность

Эластичность - это способность объекта или материала восстанавливать свою нормальную форму после растяжения или сжатия. Следовательно, эластичность - это физическое свойство. Материалы, демонстрирующие высокую степень эластичности, называются эластичными материалами. Пластичность также является физическим свойством материи.Это качество того, что его легко формовать или формовать. Пластичные материалы известны как пластмассы. Основное различие между упругостью и пластичностью состоит в том, что упругость вызывает обратимые деформации вещества, тогда как пластичность вызывает необратимые деформации вещества. В химии полимеров эластомеры проявляют эластичность, а термопласты и термореактивные полимеры - пластичность. Металлы также в некоторой степени проявляют эластичность за счет изменения размера и формы металлической решетки.

Основные зоны покрытия

1.Что такое эластичность
- Определение, свойства, эластичные материалы
2. Что такое пластичность
- Определение, свойства, пластические материалы
3. В чем разница между эластичностью и пластичностью
- Сравнение Ключевые отличия

Ключевые термины: эластичность, предел упругости, модуль упругости, эластомеры, пластичность, пластмассы, полимеры, термопласты, термореактивные материалы

Что такое эластичность

Эластичность - это способность объекта или материала восстанавливать свою нормальную форму после растяжения или сжатия: растяжимость.Материалы, обладающие высокой степенью эластичности, называются эластичными. Например, эластомеры - это полимерные материалы, обладающие высокой степенью эластичности.

Рисунок 1: Эластичные материалы

Эластичность материала описывается двумя параметрами:

Модуль упругости

Модуль упругости - это отношение силы, действующей на вещество или тело, к результирующей деформации. Материалы с низкой степенью эластичности (трудно деформируются) имеют высокий модуль упругости.Материалы с низкой степенью упругости имеют низкий модуль упругости.

Предел упругости

Предел упругости - это максимальная степень, до которой твердое тело может быть растянуто без постоянного изменения размера или формы. На пределе эластичности материалы больше не растягиваются. Вместо этого он постоянно принимает другую форму.

Эластомеры

Эластомеры представляют собой резиноподобные материалы и обычно представляют собой аморфные полимеры (нет упорядоченной структуры). Упругие свойства эластомеров возникают из-за достаточно слабых сил Ван-дер-Вааля между полимерными цепями или достаточно нерегулярной структуры.Если силы между полимерными цепями слабые, это придает полимеру гибкость. Аналогичным образом, если полимер имеет неорганизованную структуру, это позволяет полимеру быть более гибким. Но для того, чтобы полимер был гибким, он должен иметь некоторую степень сшивки.

Наиболее распространенным примером эластомеров является резина. Натуральный каучук состоит в основном из полиизопренового полимера. Следовательно, этот состав является причиной эластичности резины. Натуральный каучук получают из латекса каучукового дерева.Но каучук можно синтезировать, чтобы получить синтетический каучук.

Металлы

Металлы также обладают некоторой эластичностью. Эластичность металлов обусловлена ​​изменением размера и формы кристаллических ячеек металлической решетки под действием приложенной силы.

Что такое пластичность

Пластичность - это качество, позволяющее легко формовать или формовать. Это означает, что это противоположность эластичности. Пластичные материалы - это пластмассы. Деформация пластических материалов необратима.Следовательно, при деформации пластиковый материал остается деформированным, не возвращаясь в исходное состояние. Пластмассы не растягиваются и хрупкие.

Рисунок 2: Пластиковый материал

Для напряжений, превышающих предел упругости, материал проявляет пластичность. На пределе упругости материалы необратимо деформируются, и вернуть исходное состояние невозможно. Это пластичное поведение. Материалы, которые перед разрушением демонстрируют определенную пластическую деформацию, называются пластичными материалами.Пример: металлическая медь. Но материалы, которые не деформируются перед разрушением, известны как хрупкие. Пример: стекло.

В науке о полимерах термореактивные пластмассы и термопласты представляют собой пластичные полимерные соединения. Термопластичные полимеры - это соединения, которые можно переработать путем нагрева и формования. Если термопластичным полимерам будет обеспечена достаточная температура, материал можно расплавить, поместить в форму и охладить, чтобы получить новое изделие. Термореактивные полимеры - это материалы, которые не могут быть легко переработаны в качестве термопластичных полимеров.Эти соединения не могут быть переработаны, переработаны или преобразованы при нагревании.

Разница между упругостью и пластичностью

Определение

Эластичность: Эластичность - это способность объекта или материала принимать нормальную форму после растяжения или сжатия.

Пластичность: Пластичность - это способность легко формовать или формоваться.

Деформация

Эластичность: Деформация эластичных материалов обратима.

Пластичность: Деформация пластических материалов необратима.

Эластичные свойства

Эластичность: Эластичные материалы обладают эластичными свойствами.

Пластичность: Пластичные материалы не обладают упругими свойствами.

Растяжка

Эластичность: Материалы, демонстрирующие эластичность, не разрушаются быстро при растяжении.

Пластичность: Пластичные материалы быстро разрушаются при растяжении.

Напряжение

Эластичность: Материалы, которые могут обратимо деформироваться в высокой степени, обладают эластичностью.

Пластичность: Материалы, которые являются пластичными или хрупкими при приложении сравнительно небольшого напряжения, проявляют пластичность.

Заключение

Эластичность и пластичность - физические свойства материи. Эластичность - это способность материала возвращаться в нормальное состояние после снятия приложенного напряжения. Пластичность противоположна упругости, при которой нормальное состояние не может быть восстановлено после снятия приложенного напряжения.Основное различие между упругостью и пластичностью состоит в том, что упругость вызывает обратимые деформации вещества, тогда как пластичность вызывает необратимые деформации вещества.

Ссылка:

1. «12.4: Эластичность и пластичность». Физика LibreTexts, Libretexts, 27 октября 2017 г., доступно здесь.
2. Helmenstine, Anne Marie. «Определение эластичности и примеры». ThoughtCo, 10 августа 2017 г., доступно здесь.
3. «Эластичность против пластичности». Эластичность против пластичности - Энергетическое образование, доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «2229753» (общественное достояние) через Pixabay
2. «Пластиковый алфавит 03» Мартина Абегглена - (CC BY-SA 2.0) через Commons Wikimedia

Пластичность, эластичность и энергия адгезии стенок растительных клеток: нанометрология потери лигнина с использованием атомно-силовой микроскопии

Химическая обработка делигнификации

Чтобы выполнить потерю лигнина, мы провели последовательность, включающую холопульпирование и кислотную обработку для удаления экстрактивных веществ, лигнин и гемицеллюлоза из 20 поперечных сечений тополя толщиной мкм толщиной м, в результате чего получают необработанный необработанный тополь (UR), не содержащий экстракта (EF) тополь, голопульпированный тополь (EH), не содержащий экстрактивных веществ, обработанный кислотой голопульпированный (EHA) тополь, показанный на рис.1. В соответствии с последовательностью, показанной на рис. 1, до проведения химических реакций образцы UR были получены из стебля молодого тополя ( Populus deltoides ). Удаление экстрактивных веществ позволяет обнаруживать целлюлозу и лигнин с меньшим барьером на стенках растительных клеток с помощью ToF-SIMS и других методов определения характеристик. Образцы холопульпированных без экстракции получают в результате обработки хлоритом натрия, который по существу отбеливает и разрушает лигнин, оставляя после себя целлюлозу и гемицеллюлозу.Солюбилизация лигнина может происходить различными путями, включая разрушение боковых цепей, деметилирование и окисление хинонов. На заключительном этапе кислотной обработки остается альфа-целлюлоза (образец EHA).

Рисунок 1

Последовательность химических обработок для изучения эффекта потери лигнина. ( a ) Последовательность начинается с необработанных сырых (UR) образцов. Образцы без экстракции (EF) готовят путем кипячения образцов UR с дихлорметаном с последующей обработкой ледяной уксусной кислотой и хлоритом натрия.Кислотная обработка (EHA) после образцов холопульпированных (EH) без экстрактивной экстракции завершает последовательность. (b ) Исследуемые виды растений и изображения, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа (увеличение 5000X) образцов на каждой стадии химической обработки. ( c ) Аннотация содержания лигноцеллюлозы, соответствующего UR, EF, EH и EHA. См. Дополнительные материалы.

Предварительные измерения и анализ состава

Ожидается, что состав поверхности образцов будет претерпевать изменения на каждом этапе обработки, описанном на рис.{+} \)) (см. дополнительные материалы). На вставке (фиг. 2) нанесены пики фрагментации ионов целлюлозы и лигнина, чтобы показать пространственное расположение компонентов. На рис. 3 приведены средние нормированные интенсивности ионов, где отмечено, что образцы в состоянии UR не были химически подготовлены для сравнения. Однако интенсивности ионов можно разумно сравнить, если образцы приготовлены в состоянии EF. Анализируя результаты, установлено, что масштабированные интенсивности ионов для G и S лигнина от EF до EH уменьшились на 62.3% и 76,7% соответственно. Снижение содержания лигнина также наблюдается после того, как образец EH подвергся кислотной обработке, где G-лигнин снизился на 35,1%, а S-лигнин снизился на 32,6% от EH до EHA. Несмотря на то, что обработка холопульпой и кислотой, по-видимому, не полностью удалила лигнин, на поверхности образца наблюдалось значительное уменьшение лигнина. Холопульпирование предназначено для окислительной солюбилизации лигнина, оставляя после себя целлюлозу и гемицеллюлозу. В результате холопульпинга 58.Наблюдалось 5% увеличение интенсивности ионов целлюлозы по сравнению с образцом, не содержащим экстрактивных веществ. Интересно, что снижение содержания целлюлозы также было обнаружено после кислотной обработки на основе анализа ToF-SIMS.

Рисунок 2

Отслеживание делигнификации путем определения ионных токов целлюлозы, G-лигнина и S-лигнина. Интенсивности целлюлозы ( m, / z = 127 и 145) и лигнина ( m, / z = 137, 151, 167, 181) масс-спектров вторичных ионов (разделенные смещением) отображаются с их молекулярными структурами.На вставках изображений показано пространственное отображение суммы компонентов лигнина и целлюлозы для каждого этапа обработки. Подробности и задания m / z смотрите в дополнительных материалах.

Рисунок 3

Тренд состава делигнификации по усредненным масштабированным спектральным значениям. Изменения содержания, обусловленные технологическим процессом, соответствующие образцам UR, EF, holopulp EH и альфа-целлюлозы EHA для фрагментов целлюлозы, гваяцил (G) лигнина и сирингил (S) лигнина.Пунктирные линии показывают, что содержимое образца UR не подготовлено для сравнения, тогда как сплошные линии сравнивают содержимое после экстрактивного удаления.

Исследование доменов материала

Чтобы независимо идентифицировать гетерогенную область лигноцеллюлозных биополимеров, мы сначала провели конфокальную рамановскую спектроскопию EF с грубым разрешением 320 нм. На рис. 4a материальные домены от кластеризации сопоставлены в соответствии с полосами комбинационного рассеяния 22, 23 и их силой сигнала, обозначенными как L (лигнин, синий), CH (высокий сигнал целлюлозы, розовый), C (сигнал целлюлозы, желтый ) и CL (низкий сигнал целлюлозы, оранжевый).См. Дополнительные материалы для получения средних спектров, соответствующих каждому кластеру. Молекулярные области также соответствуют структуре клеточной стенки: 1) углы клеток (CC) и составные средние ламели (CML) синего цвета, имеющие сильный сигнал лигнина, и 2) слои вторичной стенки (S) розового цвета, имеющие отчетливый сигнал целлюлоза / гемицеллюлоза. Желтые и оранжевые области также интерпретируются как содержащие целлюлозу. В частности, целлюлоза и гемицеллюлоза вместе демонстрируют доминирующие полосы около 330, 380, 1095 и 2900 см. -1 полос для EF, которые объясняются перекрывающимися колебательными модами деформации колец CCC, CO и CCO (329 см -1 ) , изгиб тяжелого атома (331 см −1 ), растяжение тяжелого атома (380 см −1 ), растяжение CC и CO (1095 см −1 ), растяжение CH и CH 2 (2889 см - 1 ) и СН (2917 см −1 ).Гетерополимеры лигнина демонстрируют перекрывающиеся пики мономеров на основе сирингола и гваякола вокруг полосы ароматического лигнина при 1600 см -1 , в которой преобладает ароматическое колебание C-C. (См. Дополнительные материалы). Дальнейшая характеристика области сканирования (S), охватывающей домены L и CH, показанная на рис. 4b для рамановского сигнала, по сравнению с изображением на рис. 4c, полученным с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ), демонстрирует, что лигноцеллюлозные домены не могут быть однозначно различаются только по топографии.Опираясь на инфракрасную (ИК) характеристику поглощения объемного лигнина и целлюлозных материалов, мы использовали метод атомно-силовой микроскопии фотоакустической спектроскопии (PAS-AFM), чтобы обеспечить локальное различие клеточной стенки. Применяя модулированный по амплитуде ИК-луч от источника квантово-каскадного лазера (ККЛ) (диапазон 10,1 мкм м – 10,93 мкм м) в месте зондирования, мы обнаруживаем различия в составе от локального отклика образца, а также изменения структуры подповерхностных слоев. (Рис. 4d – o).Выбор самого высокого ( λ = 10,2 мкм м) из-за растяжения C-O и самого низкого ( λ = 10,8 мкм м) поглощения и установка трех модулирующих частот ( ω с = 6 кГц, 16 кГц и 26 кГц) источника QCL, амплитуда (\ ({{\ rm {R}}} _ {{\ omega} _ {s}} \)) и фаза (\ ( {\ varphi} _ {{\ omega} _ {s}} \)) ответы показаны для S на рис. 4d – o. Амплитудные изображения на рис. 4d, h, l, f, j, n и фазовые изображения на рис.4e, i, m, g, k, o нанесены на тот же масштаб контрастности, соответственно, для более прозрачного сравнения λ и ω с , а на вставках показаны те же изображения, построенные в относительном масштабе. Более контраст лигноцеллюлозного домена обнаруживается с более высокой длиной волны поглощения и более низкой частотной модуляцией, а также с дополнительной детализацией структуры клеточной стенки и глобулярных агрегатов целлюлоза-лигнин во вторичной стенке 24, 25 , с амплитудным откликом на λ = 10200 нм (980.39 см −1 ) на рис. 4н с наиболее сильным сигналом. Даже при небольшом поглощении на длине волны 10800 нм (рис. 4d, e, h, i, l, m) зонд обнаруживает мельчайшие изменения фотоакустических стимулов, обеспечивая структурные особенности, отсутствующие на изображении AFM.

Рисунок 4

Фотоакустическая силовая микроскопия целлюлозы и лигнина. Используя PAS-AFM в канале с низким поглощением на λ = 10800 нм и в канале с высоким поглощением на λ = 10200 нм, скорость срабатывания образца (EF) контролировалась с помощью амплитудно-модулированного квантово-каскадного лазера, обеспечивающего частоту колебаний образца ω с = 26 кГц, 16 кГц и 6 кГц.( a ) Рамановское изображение, независимо идентифицирующее содержание лигнина и целлюлозы. Квадратная область сканирования, обозначенная буквой S, определяет область перехода L – CH, в которой были получены изображения ( b - o ). ( b ) Соответствующее рамановское изображение над областью S. ( c ) Топография S с контактным режимом AFM (высота z). Амплитуда \ ({{\ rm {R}}} _ {{\ omega} _ {s}} \) ( d , h , l ) и соответствующая фаза \ ({{\ rm { \ Phi}}} _ {{\ omega} _ {s}} \) ( f , j , n ) ответы при низком поглощении.Амплитуда \ ({{\ rm {R}}} _ {{\ omega} _ {s}} \) ( d , h , l ) и соответствующая фаза \ ({{\ rm { \ Phi}}} _ {{\ omega} _ {s}} \) ( f , j , n ) ответы при высоком поглощении. Каждая группа изображений в четырех правых столбцах (изображения ( d - o )) сохраняет одинаковый масштаб. На вставках субструктуры наиболее контрастны, хотя сигналы слабее. Более низкая частота срабатывания образца дает более сильный сигнал в соответствии с релаксацией образца; различие между доменами материала усиливается при высоком поглощении.

Границы доменов при высоком разрешении

Хотя выполненная PAS-AFM обеспечивает локализованную наноспектральную информацию об образце, различение лигноцеллюлозных доменов клеточных стенок может быть значительно улучшено с помощью гибридно-фотонной наномеханической силовой микроскопии (HPFM), что позволяет выявить первичная стенка, вторичные стенки и агрегаты микрофибрилл, которые не наблюдались до использования этого метода 14, 18 . Здесь мы выбрали базовый режим, охватывающий пробные воздействия с частотами \ ({\ omega} _ {{p} _ {1}} \) и \ ({\ omega} _ {{p} _ {2}} \) и образец (фотоакустический) форсирования ω с .Таким образом, на разностной частоте \ (({\ omega} _ {-} = | {\ omega} _ {{p} _ {1}} - {\ omega} _ {{p } _ {2}} |) \), которая дополнительно смешивается с частотой колебаний образца для создания химических и геологических карт высокого разрешения. Клеточная стенка топографически картирована с помощью АСМ на рис. 5а. Область дальнейшего исследования, A, изображена с помощью АСМ на рис. 5b и рамановской спектроскопии на рис. 5c. Изображения HPFM A показаны на рис. 5d – i (построены в нелинейном масштабе) при приложении механических возбуждений ω p , 1 = 3.316 МГц и ω p , 2 = 3.300 МГц (синтезированная мода ω - = 16 кГц), и фотонная стимуляция λ = 10200 нм (высокое поглощение), λ = 10800 нм (низкое поглощение) и выключение лазера (без поглощения) на частоте модуляции в синтезированном режиме ω - ω с = 16 кГц.В HPFM оптомеханический отклик образца дает сигнал с полезной амплитудой и фазой. Наблюдается, что амплитудный (\ ({R} _ {{\ omega} _ {-}} \)) и фазовый (\ ({\ varphi} _ {\ omega} _ {-}} \)) сигналы захватывают разные особенности клеточной стенки. В то время как амплитудные сигналы кажутся чувствительными к отклику приповерхностных структур (глобул), фазовый сигнал оказывается чувствительным к субструктуре клеточной стенки (вторичной, области CML и т. Д.) По всей толщине образца.Следовательно, мы утверждаем, что фазовые изображения кажутся более чувствительными к архитектуре клеточной стенки 26 , тогда как амплитудные изображения, по-видимому, лучше отображают вариации в целлюлозной области вторичной стенки.

Рисунок 5

Разрешение ультраструктуры и химического состава клеточной стенки. Получение изображения HPFM путем смешения частот, включающего срабатывание фотоакустического образца (EF) и многочастотные колебания кантилевера. Срабатывание фотоакустического образца осуществлялось с помощью квантово-каскадного лазера с амплитудной модуляцией, настроенного на канал с низким поглощением на λ = 10800 нм и на канал с высоким поглощением на λ = 10200 нм.( a ) Контекстное изображение АСМ, указывающее область исследования, A. ( b ) Топография A с контактным режимом AFM (высота z). ( c ) Рамановское изображение по A с отмеченными областями, от r 1 до r 5 , структуры ячейки. ( d , e , f ) Фазовые \ ({\ varphi} _ {{\ omega} _ {s}} \) изображения при длине волны лазера λ, = 10200 нм и λ = 10800 нм при P = 1,3 мВт и P = 0 мВт (без фотонного срабатывания), с областью r 6 , идентифицированной в ( d ) (см. Дополнительные материалы).( g , h , i ) Соответствующие амплитудные изображения приведенным выше фазовым изображениям с агломератами целлюлозы шириной от 100 до 200 нм, очерченными в ( h ).

Фазовые карты на рис. 5d – f поразительно чувствительны к лигноцеллюлозным доменам по сравнению с оценками AFM (рис. 5a, b) и комбинационного рассеяния света (рис. 5c), идентифицирующих CML в области r 5 , S 1 внешний слой в области r 1 (ширина 580 нм) и r 4 , средний слой S 2 в области r 2 (ширина 440 нм) и внутренний слой S 3 дюймов регион r 3 .Область r 2 основана на фазовом изображении на фиг. 5f, подтвержденном фиг. 5e, g. Правую боковую границу можно идентифицировать на рис. 5d – g, в то время как левую границу определяют из комбинации рис. 5e, g и, в меньшей степени, рис. 5i. Мы полагаем, что способность сигнала идентифицировать r 1 , r 2 и r 3 происходит от угла микрофибрилл (MFA) вторичных слоев стенки, имеющих различные угловые конфигурации, как описано Barnett and Bonham 27 , способствуя отличным механическим свойствам, определяемым чувствительностью HPFM к подземной неоднородности.Поскольку различия в MFA оказывают сильное влияние на жесткость древесины 27 , а HPFM чувствителен к углу измерения микрофибрилл (аналогично для наноиндентирования AFM 28 ), HPFM может быть важным инструментом для определения характеристик. для многих биологических материалов, где присутствуют неоднородные, анизотропные упругие свойства. Интересно, что когда ω - = 26 кГц, мы обнаружили другой домен, помеченный как r 6 , как показано на вставке к рис.5г. Основываясь на расположении и масштабе, мы идентифицируем r 6 на фазовом изображении как первичную клеточную стенку, измеренную при толщине приблизительно 10 нм. (См. Дополнительные материалы). Карты на рис. 5g – i более наглядны в мелких деталях глобулярных агрегатов фибрилл целлюлозы и лигнина размером от 100 до 200 нм (рис. 5h) вторичного слоя, где матрица цепей целлюлозы и лигнин создают агрегаты 24 , 25 . Как видно на этих картах, внутри каждого домена наблюдается значительная неоднородность, а график амплитуд на рис.5h позволяет четко определить наличие агломератов. Интересно, что на рис. 5e появляется неоднородность другого типа, которая может быть связана с различной информацией, содержащейся в фазе и амплитуде. Более низкое поглощение фотонного возбуждения ( λ = 10800 нм) на рис. 5e, h было достаточно, чтобы устранить механические и химические неоднородности стенки ячейки, тогда как мода с высоким поглощением ( λ = 10200 нм), по-видимому, насыщает сигналы HPFM. Без фотонного вклада на рис.5f, i, на изображениях преобладает наномеханический компонент (по существу, это единственный режим модовой синтезирующей атомно-силовой микроскопии (MSAFM), ссылка 10), но они обеспечивают детализацию структуры и субструктуры клеточной стенки без химического различия. Химический состав может быть получен только с помощью фотонного срабатывания (рис. 5d, e), где вторичные слои (r 1 , r 2 , r 3 , r 4 ) в совокупности отличаются от CML (r 5 ).

Широкополосный оптомеханический анализ

Чтобы продемонстрировать спектральное происхождение PAS-AFM (рис.4) и изображения HPFM (рис. 5), мы демонстрируем, как данная точка данных на изображениях представляет только узкую полосу из богатого спектра, доступного в этом месте. Лигноцеллюлозный состав можно отслеживать по относительным изменениям в областях 4000–2500 см –1 (одинарная связь), 2000–1500 см –1 (двойная связь) и 1500–500 см –1 (отпечаток пальца). спектров поглощения 29, 30 . Используя PAS-AFM, где фотонное возбуждение от широкополосного теплового источника доставляется к образцу в точке измерения зонда, спектры ИК-поглощения были получены в известных лигноцеллюлозных областях EF, показанных на рис.6. На рис. 6а спектроскопия комбинационного рассеяния света показывает пространственное расположение лигноцеллюлозных биополимеров в клеточной стенке, которое обрисовано в общих чертах на соответствующем изображении АСМ на рис. 6b. Дискретные места получения наноспектров обозначены маленькими квадратами (размер шага 200 нм) на стенке ячейки, где на каждом шаге спектральный отклик образца из-за широкополосного возбуждения имеет цветовую кодировку: розовый или синий на основе рамановского рассеяния. кластерный регион. На рис. 6c наноспектры удивительно хорошо согласуются с независимым анализом комбинационного рассеяния, где группа спектров с более высокой амплитудой находится в целлюлозной области, а группа спектров с низкой амплитудой попадает в область, богатую лигнином.(См. Аналогичный ответ для QCL в дополнительных материалах). Можно ожидать, что эти спектрально различные наноскопические области, свидетельствующие о различном содержании лигнина и целлюлозы, будут соответственно демонстрировать механически различные наноскопические области. Что еще более важно, остается неясным, какую роль потеря лигнина будет играть в изменении этих отдельных областей.

Рисунок 6

Гиперспектральная интерграция через клеточную стенку с помощью широкополосной инфракрасной наноспектроскопии. ( a ) Рамановское изображение EF, полученное с помощью кластерного анализа.Квадратные маркеры с шагом 200 нм указывают, где были получены наноспектры поперечного сечения клеточной стенки. ( b ) Соответствующее топографическое изображение, полученное с помощью АСМ, на котором области лигнина обведены, а квадратные маркеры имеют цветовую кодировку в зависимости от состава материала. ( c ) Широкополосный наноспектр, полученный с помощью PAS-AFM, дает характерную разницу в силе сигнала между целлюлозой и лигнином (назначение цвета зависит от местоположения зонда). Для сравнения на вставке показаны инфракрасные (объемные) спектры поглощения целлюлозы авицел и лигнина, полученные с помощью FTIR, построенные в том же диапазоне от 4000 до 500 см -1 .

Механические признаки восстановления лигнина

Для визуализации наноразмерных деталей структурных и материальных различий клеточной стенки по мере ее прохождения через процесс делигнификации, мы проводим АСМ образцов UR, EF, EH и EHA (рис. 1), и получить как топографическую информацию, так и объем силовых кривых при взаимодействии зонда (индентора) с поверхностью, как показано на рис. 7a – d. Отметим, что измерения наноиндентирования на клеточных стенках сильно зависят от направления сил, прикладываемых индентором.Мы исследовали образцы поперечного сечения, в которых силы параллельны направлению плоскости клеточной стенки и осевому росту ствола. Силы наноинденции, приложенные перпендикулярно плоскости первичных стенок, были использованы для изучения содержания и распределения полисахарида-лигнина в целых клетках 31, 32 . Анализируя измеренные силы, мы составляем данные о пластичности, упругости и энергии адгезии клеточной стенки, как показано на рис. 7e – t. Упругость (рис. 7i – l) систематически снижается на протяжении всего химического процесса с модулем Юнга ( E ), равным 4.6 ± 2,3 ГПа (UR), 2,8 ± 0,1 ГПа (EF), 1,9 ± 0,1 ГПа (EH) и 0,35 ± 0,02 ГПа (EHA). Отметив, что индекс пластичности \ ({\ rm {\ Psi}} = 1 \) дает полностью пластичный материал, а \ ({\ rm {\ Psi}}} = 0 \) соответствует идеально упругому отклику, мы наблюдаем что \ ({\ rm {\ Psi}} \) (рис. 7m – p) значительно падает при обработке HCl в EHA, чего можно ожидать, поскольку гемицеллюлоза, имеющая более мелкие разветвленные цепи (более низкая степень полимеризации), чем целлюлоза, гидролизуется с помощью HCl по 1,4- и 1,3-связям, тем самым солюбилизируя его.Кроме того, мы отмечаем, что бета- и гамма-целлюлоза растворяется легче, чем альфа-целлюлоза, оставляя в основном альфа-целлюлозу в EHA 33,34,35 , где меж- и внутримолекулярные водородные связи между цепями целлюлозы образуют кристаллическую структуру. Предполагая, что кристалличность альфа-целлюлозы по существу сохраняется в процессе разложения лигнина в EHA (аналогично массовым исследованиям 36, 37 ), наблюдаемое снижение пластичности и эластичности предполагает, что микрофибриллы альфа-целлюлозы потеряли свою биомеханическую структуру и естественная осевая ориентация из-за отсутствия сети мономеров лигнина.Поскольку наноиндентирование особенно чувствительно к ориентации микрофибрилл целлюлозы 28 , локализованное нарушение или дезориентация фибрилл, вызванные процессом делигнификации, можно количественно оценить с помощью картирования E . Важно получить E в достаточно большой области, чтобы можно было количественно оценить распределение (гистограммы на рис. 7i – l) и провести сравнения 38 . Стенки растительных клеток являются аниостропными из-за ориентации микрофибрилл целлюлозы 39 (векторы силы и деформации локального наноиндентирования клеточной стенки расположены в осевом направлении, перпендикулярном поперечному сечению клеточной стенки), мы ожидаем, что измеренные значения могут варьироваться в зависимости от ориентации образца.Точно так же отображение энергии адгезии (рис. 7q – t) показывает уменьшение при последовательных обработках образцов со значениями в диапазоне от 0 до 10 –13 Н · м. До потери лигнина (UR и EF) разумно предположить, что для взаимодействия зонда с образцом доступна более высокая степень поверхностного контакта из-за более высокой плотности поверхностных молекул, где эти молекулы удерживаются вместе ван-дер Стеночные силы между молекулами лигнина и фибриллами целлюлозы 40 .Поскольку лигнин отрывается от фибрилл целлюлозы в результате холопульпирования и кислотной обработки, степень и пространственное распределение растворения лигнина можно количественно оценить с помощью измерений энергии адгезии. Таким образом, идентифицировав различные молекулярные области с помощью HPFM, можно установить связь между упругими свойствами и составом образца с помощью наномеханических измерений.

Рисунок 7

Отслеживание физических характеристик последовательности делигнификации. ( a - d ) Измерение топографических эффектов на обработанных клеточных стенках с помощью АСМ.( e - h ) Картирование изменений эластичности при удалении лигнина. На контрасте представлены вычисленные модули Юнга в рамках модели Снеддона. Значительно уменьшенные модули Юнга заметны в случае EHA. ( i - l ) Распределение рассчитанных модулей Юнга E , указывающих на потерю эластичности, вызванную падением содержания лигнина. ( m - p ) Наблюдение показателя пластичности \ ({\ rm {\ Psi}} \), при котором проявляется пластическое поведение из-за удаления лигнина.( q - t ) Отображение локальной энергии поверхностной адгезии при потере лигнина.

Чтобы показать лежащее в основе взаимодействие зонд-образец, которое является основой для наномеханических изображений с высоким разрешением на рис. 7, мы представляем дискретные кривые приближения через различные области материала на рис. 8. Обозначенные зеленой линией на рис. 8a. , отчетливое механическое поведение наблюдается для UR. В отличие от силовой кривой для богатой целлюлозой области (правая вставка на рис.8b), демонстрируя высокоэластичное поведение, силовая кривая богатой лигнином области (левая вставка на рис. 8b) демонстрирует диссипацию энергии и адгезию, происходящие во время процесса вдавливания, что позволяет с помощью анализа постобработки идентифицировать эти области материала. за счет энергии адгезии. Происхождение наблюдаемой динамической диссипации было исследовано путем изменения скорости вдавливания в диапазоне от 0,2 до 20 мкм м / с и получения на каждой скорости в среднем 25 измерений на точку на рис.8. Хотя наблюдаются важные различия в модулях Юнга со значением ~ 3 ГПа для целлюлозы и ~ 8 ГПа для лигнина, не было измерено заметной зависимости от скорости загрузки / разгрузки, что исключает вязкость материала. Дополнительные кривые силы см. В дополнительных материалах. Эти результаты подтверждают наш предыдущий вывод о том, что удаление лигнина из образцов наряду с различной химической обработкой приводит к уменьшению модулей Юнга клеточной стенки. Эти наблюдения также подтверждают вывод о том, что наномеханические свойства сами по себе могут иметь потенциал для дифференциации различных материалов.

Рисунок 8

Материальная дифференциация UR исключительно за счет наномеханических свойств. ( a ) Топографическое изображение, полученное с помощью АСМ, с периметром богатой лигнином области угловой ламеллы клетки, отмеченной опросами по доменам материала, в частности, точкам A и B. ( b ) Средний модуль Юнга 25 измерений при различных позиции, с планками ошибок, представляющими общее распределение (стандартное отклонение). Было измерено, что домены, богатые лигнином, составили E = ~ 8 ГПа, а для богатых целлюлозой E = ~ 3 ГПа.Вставки представляют собой типичное измерение силы и расстояния для двух областей материала.

Эластичность и пластичность - GeeksforGeeks

Вы, несомненно, слышали об идее эластичности. По словам непрофессионала, это означает, что после растяжения некоторые вещества возвращаются в свою прежнюю форму. Вы экспериментировали с рогаткой. Не так ли? Это эластичное вещество. Давайте углубимся в идеи упругости и пластичности, чтобы узнать больше об этих двух свойствах материи.

Эластичность - это способность тела возвращаться к своей исходной конфигурации (форме и размеру) после устранения деформирующих сил. Когда деформирующее давление снимается с пластиковых тел, они не стремятся вернуться к своей прежней структуре. Пластичность - это качество тела, которое заставляет его терять свою эластичность и развиваться необратимая деформация после устранения деформирующей силы.

Что такое деформация?

Действие или процесс деформации или искажения называется деформацией .Когда вы прикладываете силу к предмету, он либо сжимается, либо растягивается в ответ на силу. Сила, приложенная к единице площади, в механике называется напряжением и . Деформация - это величина растяжения или сжатия, возникающая в результате реакции на напряжение. Каждый материал по-разному реагирует на стресс.

Реакция сильно зависит от типа химической связи вещества. В зависимости от того, что происходит после снятия напряжения, деформации могут быть упругими или пластическими, описанными как:

  1. Упругая деформация или Эластичность - это деформация, которая спадает, когда внешние силы, вызвавшие изменение, и связанное с ним напряжение удаленный.
  2. Пластическая деформация или Пластичность - это постоянная деформация или изменение формы твердого тела, вызванное постоянной силой. Основное различие между упругой и пластической деформацией состоит в том, что упругая деформация обратима, а пластическая деформация необратима.

Эластичность

Когда силы деформации устранены, свойство тела позволяет ему восстанавливать свой прежний размер и форму, это свойство известно как Эластичность .Эластичность - это явление, происходящее на молекулярном уровне.



Упругая деформация - это деформация, которая рассеивается, когда внешние силы, вызвавшие изменение, и связанное с ним напряжение снимаются. В результате упругая деформация обратима и непостоянна. Химическое понятие «, эластичность, » лучше всего описывает упругую деформацию. Эластичность - это способность вещества возвращаться в исходное состояние после деформации.

Упругая деформация в основном определяется химической связью материала.Это вещество может подвергаться упругой деформации, если химические связи могут выдерживать высокие нагрузки, деформируясь без разрушения.

Когда вещество подвергается нагрузке, химические связи должны расширяться или сгибаться, чтобы удовлетворить эту потребность. Растяжение и изгиб химической связи должно быть только кратковременным. Однако атомы не сталкиваются при растяжении или изгибе. Однако эластичность материала со временем ухудшается, и вещество может стать хрупким и потерять свою пластичность .

Эластичные вещества:

Эластомеры , такие как вулканизированная резина, являются величайшими примерами упругих тел. Вулканизированный каучук имеет сшитую полимерную структуру. Между полимерными цепями существуют серные мостики. Эти поперечные связи серы улучшают гибкость резины, позволяя ей выдерживать нагрузки.

Кривая "напряжение-деформация" для пластичного материала

Кривая "напряжение-деформация" для пластичного материала показана на рисунке выше. Рассмотрим металлическую медь. Зона упругости отображает степень возникновения упругой деформации. После достижения предела упругости материал будет испытывать пластическую деформацию, которая является необратимой деформацией.

Пластичность

Способность тела терять эластичность и развивать остаточную деформацию при устранении деформирующей силы известна как Пластичность .

Пластическая деформация определяется как постоянная деформация или изменение формы твердого тела, вызванное постоянной силой. Это происходит, когда к материалу прикладывается большое напряжение. Пластическая деформация постоянна и необратима. Пластичность - это способность к постоянному формованию или формованию.


Пластическая деформация происходит в результате разрыва нескольких химических связей между атомами, составляющими материал. При пластической деформации атомы могут скользить мимо друг друга. В результате атомных дислокаций материал остается неподвижным при снятии приложенного напряжения.

Предел упругости пластичного материала является начальной точкой пластической деформации. Предел упругости твердого тела - это максимальная величина, до которой оно может быть растянуто без постоянного изменения размера или формы.Если напряжение находится за пределом упругости, вещество будет пластически деформироваться.

Пластмассовые вещества:

Металлы, полимеры, горные породы и другие материалы обладают пластичностью. Пластическая деформация возникает в пластичных материалах, таких как металлы (например, медь), когда деформация превышает предел упругости. Однако в хрупких материалах, таких как горные породы, не может быть обнаружена упругая деформация до начала пластической деформации. Пластическая деформация жизненно важна при производстве новых товаров с использованием термической обработки или обработки давлением, а также литья под давлением.

Различие в поведении материала основано на его эластичности и пластичности. То есть материал реагирует на определенную силу, основываясь на своей эластичности. В этом разница между приложением силы к пластиковому телу и упругому телу.

Разница между упругостью и пластичностью

Упругость

Пластичность

1.

Эластичность - это свойство твердого материала, которое позволяет ему восстанавливать свою форму после снятия внешней нагрузки.

Пластичность - это свойство твердого вещества, которое позволяет ему сохранять деформированную форму даже при снятии внешней нагрузки.

2.

Величина внешней силы, необходимая для упругого изгиба твердого тела, очень мала.



Величина внешней силы, необходимая для упругого изгиба твердого тела, велика.

3.

Закон упругости Гука применим в этой эластичной области.

Закон упругости Гука не применим в этой пластической области.

4.

Кривая напряжения-деформации в основном линейна в упругой области.

Кривая напряжения-деформации нелинейна в пластической области

5.

Многие свойства твердого материала остаются неизменными при упругой деформации.

Многие свойства твердого материала значительно изменяются при пластической деформации.

6.

Упругая деформация возникает раньше, чем пластическая.

Пластическая деформация возникает только после того, как тело подвергнется упругой деформации.

7.

Здесь деформация обратима.



Здесь деформация необратима.

8.

Эластичность используется в - Конструкциях станков, мостах, других строительных каркасах, многих бытовых конструкциях, которые должны сохранять свою форму и т. Д.

Пластичность используется в различных операциях формования, таких как прокатка, ковка, экструзия и т. д., обработка листового металла, соединение заклепками и т. д.

Применение эластичности
  • Мы знаем, что краны используются для подъема и перемещения тяжелых грузов.Кран снабжен толстым металлическим тросом. Максимальная нагрузка, которую кран выдерживает ни при каких обстоятельствах, не должна превышать предел упругости материала каната. Зная этот предел упругости и удлинение на единицу длины материала, можно оценить площадь поперечного сечения проволоки. Исходя из этого, можно рассчитать радиус проволоки.
  • Эластичность используется для оценки максимальной высоты горы на земле.
  • Упругость используется в конструкции мостовидных протезов.При проектировании моста мы должны учитывать некоторые факторы, такие как транспортная нагрузка, вес моста, сила ветра. Мост спроектирован таким образом, что он не должен ни изгибаться, ни ломаться.

Примеры задач

Задача 1: Определить упругую усталость и ее влияние.

Решение:

Упругая усталость - это состояние, при котором эластичность материала временно теряется в результате постоянной деформации.

Эффект упругой усталости:

  • В пределах упругости проволока может сломаться.
  • Проволоку можно разрезать на куски без использования оборудования.
  • После длительного периода эксплуатации железнодорожные пути и мосты считаются опасными.
  • После длительного использования пружинные весы дают неверные показания.

Задача 2: Объясните эластичность после воздействия.

Решение:

Под эластичностью после воздействия понимается время, необходимое материалу для восстановления своей прежней длины после устранения деформирующего усилия.



  • Последующий эффект упругости для идеально эластичного тела равен нулю.
  • Эффект упругости для совершенно неупругого тела бесконечен.

Задача 3. Что происходит, когда к телу прикладывается сила?

Решение:

Если мы приложим силу к упругому телу, например резине, то оно растянется до предела упругости. Если мы приложим одну и ту же силу непрерывно, он может сломаться. И всякий раз, когда мы перестаем применять силу, она восстанавливает свою первоначальную форму.Но подойдя к пластиковому корпусу, как к алюминиевому стержню, когда мы прикладываем силу к этому пластиковому корпусу, он может несколько изменить свою форму, но после прекращения действия силы не восстановит свою первоначальную форму.

Проблема 4: Что такое пластичное вещество? Также , упоминают его характеристики.

Решение:

Пластичное вещество - это вещество, которое не проявляет упругих свойств. Шпатлевка, жевательная резинка, свинцовый припой и воск - вот лишь некоторые из примеров.

Некоторые из основных характерных свойств пластичного вещества:

  1. Более эластичным является тело, которое труднее деформировать.
  2. Резина менее эластична, чем сталь.
  3. Для изготовления пружин используется сталь, а не медь, потому что сталь более эластична, чем медь.
  4. Эластичность повышается за счет ударов молотком, прокатки и добавления примесей.
  5. Эластичность материала снижается при отжиге и повышении температуры.
  6. Эластичность некоторых материалов не меняется в зависимости от температуры.Одним из примеров этого является инварная сталь.

Задача 5. Что такое эластичное тело? Приведите также его примеры.

Решение:

Термин «эластичное тело» относится к телу, которое демонстрирует эластичность. Два примера - сталь и резина.

Некоторые из приблизительных примеров идеально эластичного тела - это кварц и фосфористая бронза.

Задача 6: Тяжелая масса прикреплена к тонкой проволоке и вращается по вертикальному кругу.В каком месте, скорее всего, оборвется провод?

Решение:

Когда тяжелая масса прикреплена к тонкой проволоке и вращается по вертикальному кругу, проволока порвется в самой нижней точке вертикальной проволоки, поскольку в этой точке натяжение больше.

Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас. Присоединяйтесь к курсу First-Step-to-DSA для учащихся 9-12 классов , , специально разработанного для ознакомления с структурами данных и алгоритмами учащимся 9-12 классов


MECH0026 Эластичность и пластичность - UCL Mechanical Engineering

Обзор модуля

Этот модуль развивает дальнейшее понимание статического поведения упругих тел, а также новую область пластичности.

Студенты знакомятся с фундаментальными аспектами теории упругости и с тем, как результаты могут быть связаны с инженерными приложениями. Сюда входят классические проблемы, связанные с плоскими напряжениями и деформациями, проблемы торцевых нагрузок, относящиеся как к кручению, так и к сдвигу, и, наконец, тонкие пластины и оболочки. Хотя акцент делается на теории, реальные приложения используются в качестве мотивационных и практических примеров. Там, где это возможно, эти примеры связаны с текущими или недавними исследованиями в отделе.

Вторая половина модуля охватывает теорию пластичности, расширяя отношения упругого напряжения и деформации для изучения пластических эффектов и критериев текучести. Исследуются проблемы плоской деформации, относящиеся к жестким идеально пластичным материалам, и анализ предельных значений (как с точки зрения теории, так и с точки зрения дизайна).

Результаты обучения

По завершении этого модуля студенты смогут:

  • Продемонстрируйте знание и понимание основных фактов, концепций, теорий и принципов, лежащих в основе теории упругости и пластичности, а также того, как эти две области лежат в основе математики и физики.
  • Иметь представление о более широком междисциплинарном контексте лежащей в основе теории, включая приложения упругости и пластичности к инженерному проектированию, например, конструкции крыла самолета и изгибу в конструкциях самолета.
  • Применять соответствующие количественные научные, инженерные и математические инструменты для анализа проблем, возникающих при поведении упругих и пластичных материалов.
  • Продемонстрировать творческие и новаторские способности в синтезе теоретических решений и их увязке с проектированием реальных структур.
  • Понимать общую картину применения теории упругости и пластичности и использовать ее для информирования на соответствующем уровне детализации в теоретических описаниях.
  • Развивать передаваемые навыки, включая решение проблем, общение и эффективный поиск исходных ресурсов и материалов, необходимых для самообучения.

Метод инструкций

Этот модуль преподается через:

Оценка

Этот модуль полностью оценивается на основе скрытого письменного экзамена.

Для получения дополнительной информации об оценке обращайтесь по адресу [email protected]

Прогнозирование эластичности, пластичности и аналитической обрабатываемости стеклокерамики из метасиликата / дисиликата лития

В этой статье нелинейная теория упругости (NLTE) применялась для разделения деформаций, вызванных вдавливанием, на упругость и пластичность для стеклокерамики из метасиликата лития (LMGC), спеченной и прессованной стеклокерамики на основе дисиликата лития (SLDGC и PLDGC).Он также использовал подход механики упругого пластического разрушения (EPFM) для аналитического прогнозирования обрабатываемости этих материалов. Используя модель упругой и пластической деформации серии Sakai с применением NLTE, сопротивления пластичности для LMGC, SLDGC и PLDGC были извлечены из их соответствующих модулей плоской деформации, извлеченных вдавливанием, и значений контактной твердости. Модули плоской деформации и сопротивления пластичности были использованы для расчета упругости и пластичности этих материалов. Кроме того, подход EPFM в модели Сакаи-Новака был применен для деконволюции сопротивлений растрескиванию, вызванному механической обработкой, для этих материалов.Все свойства были извлечены при пиковой нагрузке 10 мН и скоростях нагружения 0,1-2 мН / с для определения влияния скорости нагружения на эти свойства. Сопротивление пластичности LMGC и SLDGC зависело от скорости нагружения (ANOVA, p <0,05), а сопротивление пластичности PLDGC не зависело от скорости нагружения (ANOVA, p> 0,05). Модель чувствительности скорости деформации была использована для определения собственного сопротивления пластичности для LMGC и SLDGC. Компоненты упругого смещения / деформации были доминирующими для LMGC при всех скоростях нагружения.Для SLDGC и PLDGC механизмы деформации были динамическими с преобладанием компонентов пластической и упругой деформации при низких и высоких скоростях нагружения соответственно, явление, приписываемое энергии вдавливания. Уменьшение пластических смещений для всех материалов с увеличением скорости нагружения связано с их деформационным упрочнением. Кроме того, PLDGC показал самую высокую потребляемую энергию, за ней следуют SLDGC и LMGC. Наконец, PLDGC имел самую высокую стойкость к растрескиванию, вызванному механической обработкой, за ним следовали SLDGC и LMGC.Это исследование обеспечивает количественную основу для ранжирования материалов с точки зрения хрупкости, пластичности и устойчивости к механическому растрескиванию.

Ключевые слова: Эластичность; Энергии вдавливания; Литиевая метасиликатная / дисиликатная стеклокерамика; Скорость загрузки; Пластичность; Устойчивость к растрескиванию, вызванному механической обработкой.

Разница между пластичностью и эластичностью

Автор: Admin

Пластичность и эластичность

Эластичность и пластичность - два понятия, обсуждаемые как в области материаловедения, так и в экономике.Пластичность - это свойство материала или системы, которое позволяет им необратимо деформироваться. Эластичность - это свойство системы или материала, которое позволяет им обратимо деформироваться. И пластичность, и эластичность играют важную роль в таких областях, как материаловедение, инженерия, экономика, математическое моделирование и любые другие области, связанные с проектированием и разработкой механических объектов. В этой статье мы собираемся обсудить, что такое пластичность и упругость, их приложения, определения пластичности и упругости, сходства и, наконец, разницу между пластичностью и упругостью.

Эластичность

Эластичность - понятие, непосредственно связанное с деформацией материалов. Когда к твердому телу прикладывается внешнее напряжение, оно стремится разделиться. Это приводит к увеличению расстояния между атомами в решетке. Каждый атом пытается притянуть к себе соседа как можно ближе. Это вызывает силу, пытающуюся противостоять деформации. Эта сила известна как деформация. Если построен график зависимости напряжения от деформации, график будет линейным для некоторых более низких значений деформации.Эта линейная область представляет собой зону, в которой объект упруго деформируется. Упругая деформация всегда обратима. Он рассчитывается по закону Гука. Закон Гука гласит, что для диапазона упругости материала приложенное напряжение равно произведению модуля Юнга и деформации материала. Упругая деформация твердого тела - обратимый процесс, когда приложенное напряжение снимается, твердое тело возвращается в исходное состояние. Упругость также обсуждается математическим моделированием для обозначения обратимо изменяемых границ.

Пластичность

Пластичность - понятие, связанное с пластической деформацией. Когда график зависимости напряжения от деформации является линейным, говорят, что система находится в упругом состоянии. Однако при высоком напряжении график проходит небольшой скачок по осям. Этот предел наступает тогда, когда происходит пластическая деформация. Этот предел известен как предел текучести материала. Пластическая деформация происходит в основном за счет скольжения двух слоев твердого тела. Этот процесс скольжения необратим.Пластическая деформация иногда называется необратимой деформацией, но на самом деле некоторые виды пластической деформации обратимы. После скачка предела текучести график зависимости напряжения от деформации становится плавной кривой с пиком. Пик этой кривой известен как предел прочности. После предела прочности материал начинает «сужаться», создавая неравномерность плотности по длине. Это приводит к образованию участков с очень низкой плотностью материала, что делает его легко ломким. Пластическая деформация используется при закалке металла для тщательной упаковки атомов.

В чем разница между пластичностью и эластичностью?

• Пластичность - это свойство, которое вызывает необратимые деформации объекта или системы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

[an error occurred while processing the directive]