עיוות לעומת זן | דפורמציה אלסטית ועיוות פלסטי, חוק הוק
דפורמציה היא שינוי צורתו של גוף עקב הכוחות והלחץ המופעלים עליו. מתח הוא הכוח שנוצר על ידי גמישות של עצם. גם דפורמציה וגם מתח הם שני מושגים חשובים מאוד שנדונו תחת מדע החומר. מושגים אלו חיוניים במהלך הבנת נושאים כמו מדעי החומר, הנדסת מכונות, הנדסה אזרחית ואפילו מדעי ביולוגיה. התרומה של דפורמציה ומתח למדעים הללו היא עצומה, והמושגים הללו חיוניים כדי להצטיין בתחומים אלה.במאמר זה, נדון במה הם דפורמציה ומתח, הגדרותיהם, קווי הדמיון של דפורמציה ומתח, ולבסוף בהבדלים בין דפורמציה למתח.
Strain
כאשר מופעל לחץ חיצוני על גוף מוצק, הגוף נוטה להתפרק. זה גורם להגדלת המרחק בין האטומים בסריג. כל אטום מנסה למשוך את שכנו קרוב ככל האפשר. זה גורם לכוח שמנסה להתנגד לעיוות. כוח זה ידוע כמתח. ניתן להסביר השפעה זו באמצעות האנרגיה הפוטנציאלית של הקשרים. הקשרים בתוך חומר פועלים כמו קפיצים קטנים. המיקום הנייטרלי או מיקום שיווי המשקל של האטום הוא כאשר אין כוח הפועל על העצם. כאשר מופעל כוח הקשרים נמתחים או מכווצים. זה גורם לאנרגיה הפוטנציאלית של הקשרים להתגבר. האנרגיה הפוטנציאלית שנוצרת מכך יוצרת בתורה כוח, המנוגד לכוח המופעל. כוח זה ידוע בשם המתח.
עיוות
דפורמציה היא שינוי הצורה של כל עצם עקב הכוחות הפועלים עליו. דפורמציה מגיעה בשתי צורות. הם דפורמציה אלסטית ועיוות פלסטי. אם מתווה גרף של מתח מול מתח, העלילה תהיה לינארית עבור כמה ערכים נמוכים יותר של מתח. אזור ליניארי זה הוא האזור שבו האובייקט מעוות בצורה אלסטית. דפורמציה אלסטית היא תמיד הפיכה. זה מחושב באמצעות חוק הוק. חוק ה-Hooke קובע כי עבור הטווח האלסטי של החומר, המתח המופעל שווה לתוצר של מודול ה-Young ולמתח של החומר. העיוות האלסטי של מוצק הוא תהליך הפיך, כאשר הלחץ המופעל מוסר המוצק חוזר למצבו המקורי. כאשר העלילה של מתח מול מתח היא ליניארית, אומרים שהמערכת במצב אלסטי. אולם כשהלחץ גבוה העלילה עוברת קפיצה קטנה על הצירים. זה הגבול שבו הוא הופך לעיוות פלסטי.מגבלה זו ידועה כחוזק התפוקה של החומר. דפורמציה פלסטית מתרחשת בעיקר עקב החלקה של שתי שכבות של המוצק. תהליך החלקה זה אינו הפיך. העיוות הפלסטי ידוע לפעמים בתור העיוות הבלתי הפיך, אך למעשה, חלק מהמצבים של דפורמציה פלסטית הם הפיכים.
מה ההבדל בין מתח ועיוות?
• מתח הוא כוח, ואילו דפורמציה היא שינוי הצורה.
• עקה היא כמות הניתנת למדידה ואילו דפורמציה אינה ניתנת למדידה.
• העומס על חפץ תלוי אך ורק בכוח החיצוני המופעל. דפורמציה של חפץ תלויה בכוח החיצוני, בחומר והאם החומר נמצא בדפורמציה אלסטית או בעיוות פלסטי.
