Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Необычные свойства обычных металлов - Займовский В.А.

Займовский В.А., Колупаева Т.Л. Необычные свойства обычных металлов — М.: Наука, 1984. — 192 c.
Скачать (прямая ссылка): neobichniesvoystvaobichnihmetalov1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 3 4 5 6 7 8 < 9 > 10 11 12 13 14 15 .. 52 >> Следующая


Теперь снова рассмотрим уже знакомую нам схему изгиба металлической пластины (рис. 16). Ее верхняя половина растянута, а нижняя — сжата. Если нагружение произошло достаточно быстро, то теплопередачей можно пренебречь, и температура нижних слоев будет выше, чем у верхних, растянутых. Затем возникнет поток тепла, направленный снизу вверх. Следовательно, новое равновесное расстояние между атомами, а значит, и величина относительной деформации, которая определяется законом Гука, достигаются не сразу, а по истечении определенного промежутка времени, необходимого для выравнивания температуры.

Посмотрим, как это обстоятельство отражается на виде диаграммы деформации в упругой области (рис. 20). Закон Гука, который, как теперь ясно, полностью справедлив лишь для случая бесконечно медленного нагружения, выражается на графике прямой линией OA. Если напряжение растет медленно, то в каждый данный момент успевает установиться равновесное расстояние между атомами, а система атомов проходит через последовательность равновесных состояний. Если же растяжение ведется достаточно быстро, то, в силу принципа Ле Шателье, образец охлаждается, в результате чего расстояния между атомами будут в первый момент меньше тех равновесных, которые отвечают гуковскому соотношению. Значит, и относительное удлинение е0 меньше ер. В свою очередь это означает, что связь между напряжением и деформацией в первый момент описывается не модулем Юнга, а другой, большей величиной (oct > а2). Далее при неизменном значении напряжения O0 расстояние между атомами будет увеличиваться вследствие нагрева образца от окружающего воздуха и соответствую-

36
щего термического расширения. Величина относительной деформации будет постепенно расти от E0 до Sp — по линии А'А. Этот процесс называют релаксацией упругой деформации или упругим последействием. Модуль En, равный tgK1=O0Ze0, называют нерелаксированным. Он определяет связь между напряжением и деформацией, когда процесс релаксации еще не начался. Величина Eh больше величины модуля Юнга, соответствующего медленному нагружению (его называют релак-си рованным модулем Ep).

Фактически теплообмен образца с окружающей средой, а значит, и процесс релаксации идет уже в ходе нагружения и вместо ломаной OA' А мы получаем плавную пунктирную кривую OA, которая, однако, располагается левее Гуковской прямой. Выходит, что в каждый данный момент нагружения связь между о и е описывается некоторым эффективным модулем, который больше Ev, но меньше Е„. Eh и Ep относятся к двум крайним случаям: в рассмотренном примере En — к адиабатическому, когда в ходе нагружения исключен теплообмен образца с окружением, г Ep — к изотермическому, когда в результате теплообмена (медленное нагружение) температура образца не успевает меняться.

При разгрузке все процессы пойдут в обратном порядке, и мы получим пунктирную кривую АО, симметричную кривой OA относительно прямой OA. Многократно повторяя циклы «нагружение — разгрузка» с той же скоростью, мы будем двигаться по петле ОАО. А теперь задумаемся над тем, что означает образование петли на диаграмме о— е.

§ 6. Работа упругой деформации

Если бы разбойник Прокруст умел измерять напряжения, то мог бы точно вычислить работу, затрачиваемую им на его черное дело. Действительно, работа — это произведение силы на путь. При растяжении образца путь равен абсолютному удлинению Al, а работа A = F Al, где F — среднее значение силы, вызвавшей удлинение Al. Теперь найдем величину работы, необходимой для упругой деформации единицы объема образца. Поскольку речь идет об упругой деформации, среднее значение силы будет равно F/2, так

37
как сила линейно растет от 0 до F. Объем образца представим в виде произведения площади его поперечного сечения 5 на длину I0, и тогда удельная работа

Итак, работа упругой деформации на единицу объема (удельная работа деформации) равна половине произведения напряжения на величину относительной деформации. При напряжении аРна рис. 20 она будет численно равна площади треугольника OAер.

Легко доказать, что удельная работа деформации а всегда равна площади фигуры, ограниченной диаграммой, вертикалью, проведенной из той точки диаграммы, до которой мы дошли в процессе нагружения, и горизонтальной осью (площади под соответствующим участком диаграммы).

Теперь понятно, что если мы нагружаем и разгружаем образец очень медленно (изотермически) и линии нагрузки и разгрузки на диаграмме деформации совпадают — прямые OA -> АО, — то при нагружении затрачивается ровно столько же работы, сколько выделяется при разгрузке. В действительности же при нагружении затрачивается работа, равная площади OAep (где OA — левая пунктирная кривая), а при разгрузке высвобождается работа ЛОер, (где OA — правая пунктирная кривая). Площадь самой петли есть мера механической энергии, которая утеряна в цикле нагружение — разгрузка. Таким образом, появление петли на диаграмме а— є свидетельствует о рассеянии энергии в цикле нагружение — разгрузка.

§ 7. Почему звонит колокол, или внутреннее трение в металлах
Предыдущая << 1 .. 3 4 5 6 7 8 < 9 > 10 11 12 13 14 15 .. 52 >> Следующая