Большая советская энциклопедия - деформация

Деформация (от лат. deformatio — искажение), изменение относительного положения частиц тела, связанное с их перемещением. Д. представляет собой результат изменения междуатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов. Обычно Д. сопровождается изменением величин междуатомных сил, мерой которого является упругое напряжение. Наиболее простые виды Д. тела в целом: растяжение — сжатие, сдвиг, изгиб, кручение. В большинстве случаев наблюдаемая Д. представляет собой несколько Д. одновременно. В конечном счете, однако, любую Д. можно свести к 2 наиболее простым: растяжению (или сжатию) и сдвигу. Д. тела вполне определяется, если известен вектор перемещения каждой его точки. Д. твердых тел в связи со структурными особенностями последних изучается физикой твердого тела, а движения и напряжения в деформируемых твердых телах — теорией упругости и пластичности. У жидкостей и газов, частицы которых легкоподвижны, исследование Д. заменяется изучением мгновенного распределения скоростей. Д. твердого тела может явиться следствием фазовых превращений, связанных с изменением объема, теплового расширения, намагничивания (магнитострикционный эффект), появления электрического заряда (пьезоэлектрический эффект) или же результатом действия внешних сил. Д. называется упругой, если она исчезает после удаления вызвавшей ее нагрузки, и пластической, если после снятия нагрузки она не исчезает (во всяком случае полностью). Все реальные твердые тела при Д. в большей или меньшей мере обладают пластическими свойствами. При некоторых условиях пластическими свойствами тел можно пренебречь, как это и делается в теории упругости. Твердое тело с достаточной точностью можно считать упругим, т. е. не обнаруживающим заметных пластических Д., пока нагрузка не превысит некоторого предела. Природа пластической Д. может быть различной в зависимости от температуры, продолжительности действия нагрузки или скорости Д. При неизменной приложенной к телу нагрузке Д. изменяется со временем; это явление называется ползучестью (см. Ползучесть материалов). С возрастанием температуры скорость ползучести увеличивается. Частными случаями ползучести являются релаксация и последействие упругое. Релаксация — процесс самопроизвольного уменьшения внутреннего напряжения с течением времени при неизменной Д. Процесс самопроизвольного роста Д. с течением времени при постоянном напряжении называется последействием. Одной из теорий, объясняющих механизм пластической Д., является теория дислокаций в кристаллах. В теории упругости и пластичности тела рассматриваются как «сплошные». Сплошность, т. е. способность заполнять весь объем, занимаемый материалом тела без всяких пустот является одним из основных свойств, приписываемых реальным телам. Понятие сплошности относится также к элементарным объемам, на которые можно мысленно разбить тело. Изменение расстояния между центрами каждых двух смежных бесконечно малых объемов у тела, не испытывающего разрывов, должно быть малым по сравнению с исходной величиной этого расстояния. Простейшей элементарной Д. является относительное удлинение некоторого элемента: e = (l1 — l)/l, где l1 — длина элемента после Д., l — первоначальная длина этого элемента. На практике чаще встречаются малые Д., так что e << 1. Измерение Д. производится либо в процессе испытания материалов с целью определения их механических свойств, либо при исследовании сооружения в натуре или на моделях для суждения о величинах напряжений. Упругие Д. весьма малы, и измерение их требует высокой точности. Наиболее распространенный метод исследования деформации — с помощью тензометров. Кроме того, широко применяются тензодатчики сопротивления, поляризационно-оптический метод исследования напряжения, рентгеновский структурный анализ. Для суждения о местных пластических Д. применяют накатку на поверхности изделия сетки, покрытие поверхности легко растрескивающимся лаком и т.д. Лит.: Работнов Ю. Н., Сопротивление материалов, М., 1950; Кузнецов В. Д., Физика твердого тела, т. 2—4, 2 изд., Томск, 1941—47; Седов Л. И., Введение в механику сплошной среды, М., 1962.