Механические свойства твердых тел

При кручении круглого вала в упругой стадии касательного напряжения распределяются в поперечном сечении по линейному закону (рис. 4, а) и определяются по формуле где - расстояние от оси вала до рассматриваемой точки сечения. В упруго-пластической стадии касательные напряжения при кручении, соответствующие пределу текучести τ_т, распространяются от поверхности к оси вала (рис. 4, б). В предельном состоянии пластическая зона распределяется до оси вала (рис. 4, в), при этом предельный крутящий момент для круглого сечения:

 

Понятие кручение распространяется также и на действие внутренних касательных сил, возникающих при деформации пластинок и оболочек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Кручение круглого вала, защемленного одним концом.

 

 

 

   

 

Рис. 4. Распределение касательных напряжений в сечении круглого вала: а - в упругой стадии, б - в упруго-пластической, в - в пластической.

 

6. Деформация сдвига

 

Сдвиг в сопротивлении материалов, деформация упругого тела, характеризующаяся взаимным смещением параллельных слоев (волокон) материала под действием приложенных сил при неизменном расстоянии между слоями. Пример сдвига: деформация прямоугольного бруса (рис. 5), основание которого закреплено, а к верхней грани приложена сдвигающая сила, параллельная основанию. Величиной перемещения cc₁=dd₁ определяется абсолютный сдвиг, а углом y (вследствие малости деформаций _- относительный сдвиг. Если по граням бруса действуют только касательные напряжения (рис. 6), сдвиг называется чистым; для такого сдвига справедливо соотношение , где - модуль упругости при сдвиге. Чистый сдвиг - частный случай плоского напряжённого состояния. Поэтому его можно рассматривать на основе одной из теорий прочности. Проверка прочности материала на сдвиг. производится для болтовых и заклёпочных соединений, сварных швов, врубок и т. п.

 

 

Рис. 5. Сдвиг.

 

 

Рис. 6 Сдвиг.

 

 

7. Пластическое течение кристаллов

 

Пластическое течение твердых кристаллических тел происходит путем осцилляций, осуществляемых по схеме кристаллографический сдвиг + ориентационный поворот. Вместе эти два процесса образуют трансляционно-ротационную волну пластической деформации.

Пластическое течение кристаллов под действием механического  напряжения осуществляется путем перемещения  дефектов кристаллической решетки. При не слишком высоких температурах, когда скорость диффузии точечных дефектов не велика, деформация определяется процессами размножения и движения дислокаций, а также двойникованием.

 

 

Список используемой литературы

 

1. Бушманов Б.Н.,Хромов Ю.А. Физика твердого тела.Учебное пособие для втузов.-М, «высшая школа»,1971.-224с
2. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа., 2001. – 560с
3. Варданян Г.С., Андреев В.И., Атаров Н.М., Горшков А.А. Сопротивление материалов с основами теории упругости и пластичности. - М.: АСВ, 1995. - 572 с.
4. Дарков А.В., Шапиро Г.С. Сопротивление материалов. - М.: Высшая школа, 1975. - 654 с.
5. Минин Л.С., Окопный Ю.А., Радин В.П., Хроматов В.Е. Сборник задач по курсу «Механика материалов и конструкций».- М.: МЭИ, 1998. - 303 с.