Elastische vs plastische Verformung
Verformung ist der Effekt einer Änderung der Form eines physischen Objekts, wenn eine äußere Kraft auf die Oberfläche ausgeübt wird. Die Kräfte können als Normal-, Tangential- oder Drehmomente auf die Oberfläche ausgeübt werden. Wenn ein Körper seine Form nicht einmal geringfügig aufgrund äußerer Kräfte ändert, wird das Objekt als perfektes festes Objekt definiert. Perfekte feste Körper sind in der Natur nicht vorhanden; Jedes Objekt hat seine eigenen Verformungen. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was elastische Verformung und plastische Verformung sind, wie sie in der Natur auftreten und welche Anwendungen sie haben.
Elastische Verformung
Wenn ein fester Körper einer äußeren Belastung ausgesetzt wird, neigt der Körper dazu, sich auseinander zu ziehen. Dadurch vergrößert sich der Abstand zwischen Atomen im Gitter. Jedes Atom versucht, seinen Nachbarn so nah wie möglich zu ziehen. Dies verursacht eine Kraft, die versucht, der Verformung zu widerstehen. Diese Kraft wird als Dehnung bezeichnet. Wenn ein Diagramm von Spannung gegen Dehnung aufgetragen wird, wäre das Diagramm für einige niedrigere Dehnungswerte linear. Dieser lineare Bereich ist die Zone, in der das Objekt elastisch verformt wird. Die elastische Verformung ist immer reversibel. Es wird nach dem Hookeschen Gesetz berechnet. Das Hookesche Gesetz besagt, dass für den elastischen Bereich des Materials die angelegte Spannung gleich dem Produkt des Elastizitätsmoduls und der Dehnung des Materials ist. Die elastische Verformung eines Festkörpers ist ein reversibler Prozess. Wenn die angelegte Spannung entfernt wird, kehrt der Feststoff in seinen ursprünglichen Zustand zurück.
Plastische Verformung
Wenn die Auftragung von Spannung gegen Dehnung linear ist, soll sich das System im elastischen Zustand befinden. Wenn die Spannung jedoch hoch ist, passiert der Plot einen kleinen Sprung auf den Achsen. Dies ist die Grenze, an der es zu einer plastischen Verformung kommt. Diese Grenze ist als Streckgrenze des Materials bekannt. Eine plastische Verformung tritt hauptsächlich aufgrund des Gleitens von zwei Schichten des Feststoffs auf. Dieser Gleitvorgang ist nicht umkehrbar. Die plastische Verformung wird manchmal als irreversible Verformung bezeichnet, aber einige Arten der plastischen Verformung sind tatsächlich reversibel. Nach dem Streckkraftsprung wird das Spannungs-Dehnungs-Diagramm zu einer glatten Kurve mit einem Peak. Der Peak dieser Kurve ist als Endfestigkeit bekannt. Nach der endgültigen Festigkeit beginnt das Material zu "hals", wodurch die Dichte über die Länge ungleichmäßig wird. Dies macht Bereiche mit sehr geringer Dichte im Material, wodurch es leicht zerbrechlich wird. Beim Metallhärten wird eine plastische Verformung verwendet, um die Atome gründlich zu verpacken.
Was ist der Unterschied zwischen elastischer Verformung und plastischer Verformung?
- Der Hauptunterschied zwischen elastischer Verformung und plastischer Verformung besteht darin, dass die elastische Verformung immer reversibel und die plastische Verformung bis auf einige sehr seltene Fälle irreversibel ist.
- Bei elastischer Verformung bleiben die Bindungen zwischen Molekülen oder Atomen intakt, ändern aber nur ihre Länge; Plastische Verformungsphänomene wie das Gleiten der Platte treten aufgrund der vollständigen Spaltung der Bindungen auf.
- Die elastische Verformung hat eine lineare Beziehung zur Spannung, während die plastische Verformung eine gekrümmte Beziehung mit einer Spitze hat.
