Դեֆորմացիա

Դեֆորմացիա (լատին․՝ deformatio՝ աղավաղում), արտաքին ուժերի ազդեցությամբ մարմնի ձևի կամ չափերի փոփոխություն։ Դեֆորմացիայի պարզագույն տեսակներն են ձգում-սեղմումը, սահքը, ոլորումը, ծռումը։ Պինդ մարմինների դեֆորմացիաներն ու լարումներն ուսումնասիրվում են առաձգականության և պլաստիկության տեսություններով։ Մարմնի դեֆորմացիան կարելի է որոշել, եթե հայտնի է յուրաքանչյուր կետի տեղափոխության վեկտորը։ Եթե դեֆորմացիա առաջացնող ուժերը մարմնի վրա այլևս չեն ազդում, ապա վերացող դեֆորմացիան կոչվում է առաձգական, իսկ պահպանվողը՝ պլաստիկ կամ մնացորդային։ Իրականում բացարձակ առաձգական մարմին գոյություն չունի և որոշակի պայմաններում են միայն մարմնի պլաստիկ հատկություններն արհամարհվում։ Արտաքին ուժի ազդեցությամբ մարմնում առաջանում է նախ առաձգական, ապա՝ պլաստիկ դեֆորմացիա։ Պլաստիկ դեֆորմացիայի մեծությունը կախված է ուժի ազդման տևողությունից (դեֆորմացիայի արագություն) և ջերմաստիճանից։ Հաստատուն լարումների ազդեցությամբ մարմնի դեֆորմացիայի աճման երևույթը կոչվում է սողք։ Հաստատուն դեֆորմացիայի դեպքում լարումների նվազման երևույթը կոչվում է ռելաքսացիա, իսկ հաստատուն լարումների դեպքում դեֆորմացիայի աճման երևույթը՝ առաձգական հետազդեցություն։

Ընդհանրական նյութի մեխանիկական դիմադրության (σ) և դեֆորմացիայի (ε) կապը ցույց տվող գծագիր։ Ձախից ճկուն դեֆորմացիան է, աջից՝ պլաստիկը։

Դեֆորմացիան կարող է լինել մարմնի ջերմային ընդարձակման, մագնիսական կամ էլեկտրական դաշտի ազդեցության, ինչպես նաև արտաքին մեխանիկական ուժի հետևանք։ Եթե արտաքին ազդեցությունը վերացնելուց հետո մարմնի դեֆորմացիան անհետանում է, այսինքն՝ մարմնի սկզբնական ձևն ու չափերը վերականգնվում են, ապա այդպիսի դեֆորմացիան անվանում են առաձգական դեֆորմացիա։ Եթե արտաքին ազդեցությունը վերացնելուց հետո մարմնի դեֆորմացիան չի անհետանում, այսինքն՝ մարմնի սկզբնական ձևն ու չափերը չեն վերականգնվում, ապա այդպիսի դեֆորմացիան կոչվում է ոչ առաձգական կամ պլաստիկ դեֆորմացիա։

Առաձգականության ուժ

Առաձգական դեֆորմացիայի հետևանքով մարմնում առաջանում են ուժեր, որոնք մարմնի մասնիկներին վերադարձնում են իրենց սկզբնական դիրքերը։ Այն ուժը, որն առաջանում է մարմնի դեֆորմացիայի հետևանքով և ուղղված է դեֆորմացիայի ժամանակ մարմնի մասնիկների տեղափոխմանը հակառակ ուղղությամբ, կոչվում է առաձգականության ուժ։

Մարմնի մասնիկների միջև գործում են փոխազդեցության ուժեր, որոնց բնույթը (ձգողություն կամ վանողություն) կախված է մասնիկների միջև հեռավորությունից։ Պինդ մարմնում մոլեկուլներն արտաքին ուժերի բացակայությամբ որոշակի հեռավորություններում են, և նրանց ձգողության և վանողության ուժերն իրար համակշռում են։ Մարմնի դեֆորմացիայի հետևանքով մասնիկների հեռավորության փոփոխման պատճառով ձգողության և վանողության ուժերի հավասարակշռությունը խախտվում է։ Հեռավորությունը փոքրանալիս վանողության ուժերն ավելի արագ են աճում, քան ձգողության ուժերը, և մասնիկներն սկսում են վանել միմյանց։ Երբ մասնիկների հեռավորությունը մեծանում է, նրանց միջև գերակշռում են ձգողության ուժերը։ Քանի որ առաձգականության ուժերի առաջացումը հետևանք է մոլեկուլների (ատոմների) կազմության մեջ մտնող էլեկտրական լիցքերի փոխազդեցության, ապա առաձգականության ուժերն ուեն էլեկտրամագնիսական բնույթ։

Եթե դեֆորմացիայի հետևանքով զսպանակի երկարացումը, այսինքն՝ նրա երկարության ${\displaystyle X=l-l_{o}}$ փոփոխությունը, որտեղ ${\displaystyle l}$ -ը և ${\displaystyle l_{o}}$-ն, համապատասխանաբար դեֆորմացված և չդեֆորմացված զսպանակի երկարություններն են, շատ փոքր է զսպանակի ${\displaystyle l_{o}}$ սկզբնական երկարությունից, ապա այդպիսի դեֆորմացիան անվանում են փոքր դեֆորմացիա՝

${\displaystyle |X|=|l-l_{o}|\ll l_{o}}$ կամ ${\displaystyle {\frac {|X|}{l_{o}}}\ll 1}$

Փոքր դեֆորմացիաների դեպքում առաձգականության ուժի մոդուլը՝ F_առ-ը, ուղիղ համեմատական է զսպանակի երկարացման |X| մոդուլին՝

${\displaystyle F=-k|x|}$

Քանի որ զսպանակի x երկարացումը և F_առ առաձգականության ուժի վեկտորի պրոյեկցիան X առանցքի վրա հակառակ նշաններ ունեն, ապա նրանց կապը կարելի է ներկայացնել հետևյալ առնչությամբ.

F_առx = -kx (1)

որտեղ k համեմատականության գործակիցը կոչվում է զսպանակի կոշտություն։ k գործակցի արժեքը կախված է զսպանակի չափերից և այն նյութի տեսակից, որից պատրաստված է զսպանակը։ Կոշտությունը թվապես հավասար է 1 մետրով դեֆորմացված զսպանակում առաջացած աաձգականության ուժի մոդուլին։ Միավորների Միջազգային Համակարգում կոշտությունն արտահայտվում է նյուտոն հարաբերած մետրի (Ն/մ) միավորով։

Փոքր դեֆորմացիաներ

Փոքր դեֆորմացիաների դեպքում մարմնում (զսպանակում, ձողում) առաջացած առաձգականության ուժը համեմատական է մարմնի երկարացմանը և ուղղված է հավասարակշռության դիրքից մասնիկների շեղման ուղղությանը հակառակ։ Այս պնդումը Հուկի օրենքն է փոքր դեֆորմացիաների դեպքում, իսկ (1) բանաձևը Հուկի օրենքի (1660 թվական) մաթեմատիկական ձևակերպումն է։

Գրականություն

• Работнов Ю. Н. Сопротивление материалов. — М.: Физматгиз, 1962.
• Кузнецов В. Д. Физика твердого тела. — 2-е изд. — Томск, 1941—1947. — Т. 2—4.
• Седов Л. И. Введение в механику сплошной среды. — М.: Физматгиз, 1962.

Տես նաև

• Առաձգականության մոդուլներ

Արտաքին հղումներ

•  Գիտաճանաչողական ֆիլմ «Պլաստիկական դեֆորմացիաներ»
•  «Դեֆորմացիայի տեսակներ »
• պլաստիկ և ոչ առաձգական դեֆորմացիաներ

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանի «Դեֆորմացիա» հոդվածից (հ․ 3, էջ 367 )։