Դեֆորմացիա

Ընդհանրական նյութի մեխանիկական դիմադրության (σ) և դեֆորմացիայի (ε) կապը ցույց տվող գծագիր։ Ձախից ճկուն դեֆորմացիան է, աջից՝ պլաստիկը։

Դեֆորմացիա (լատին․՝ deformatio՝ աղավաղում), արտաքին ուժերի ազդեցությամբ մարմնի ձևի կամ չափերի փոփոխություն։ Դեֆորմացիայի պարզագույն տեսակներն են ձգում-սեղմումը, սահքը, ոլորումը, ծռումը։ Պինդ մարմինների դեֆորմացիաներն ու լարումներն ուսումնասիրվում են առաձգականության և պլաստիկության տեսություններով։ Մարմնի դեֆորմացիան կարելի է որոշել, եթե հայտնի է յուրաքանչյուր կետի տեղափոխության վեկտորը։ Եթե դեֆորմացիա առաջացնող ուժերը մարմնի վրա այլևս չեև ազդում, ապա վերացող դեֆորմացիան կոչվում է առաձգական, իսկ պահպանվողը՝ պլաստիկ կամ մևացորդային։ Իրականում բացարձակ առաձգական մարմին գոյություն չունի և որոշակի պայմաններում են միայն մարմնի պլաստիկ հատկություններն արհամարհվում։ Արտաքին ուժի ազդեցությամբ մարմնում առաջանում է նախ առաձգական, ապա՝ պլաստիկ դեֆորմացիա։ Պլաստիկ դեֆորմացիայի մեծությունը կախված է ուժի ազդման տևողությունից (դեֆորմացիայի արագություն) և ջերմաստիճանից։ Հաստատուն լարումների ազդեցությամբ մարմնի դեֆորմացիայի աճման երևույթը կոչվում է սողք։ Հաստատուն դեֆորմացիայի դեպքում լարումների նվազման երևույթը կոչվում է ռելաքսացիա, իսկ հաստատուն լարումների դեպքում դեֆորմացիաի աճման երևույթը՝ առաձգական հետազդեցություն։

Դեֆորմացիան կարող է լինել մարմնի ջերմային ընդարձակման, մագնիսական կամ էլեկտրական դաշտի ազդեցության, ինչպես նաև արտաքին մեխանիկական ուժի հետևանք: Եթե արտաքին ազդեցությունը վերացնելուց հետո մարմնի դեֆորմացիան անհետանում է, այսինքն՝ մարմնի սկզբնական ձևն ու չափերը վերականգնվում են, ապա այդպիսի դեֆորմացիան անվանում են առաձգական դեֆորմացիա: Եթե արտաքին ազդեցությունը վերացնելուց հետո մարմնի դեֆորմացիան չի անհետանում, այսինքն՝ մարմնի սկզբնական ձևն ու չափերը չեն վերականգնվում, ապա այդպիսի դեֆորմացիան կոչվում է ոչ առաձգական կամ պլաստիկ դեֆորմացիա:

Առաձգականության ուժ

Առաձգական դեֆորմացիայի հետևանքով մարմնում առաջանում են ուժեր, որոնք մարմնի մասնիկներին վերադարձնում են իրենց սկզբնական դիրքերը: Այն ուժը, որն առաջանում է մարմնի դեֆորմացիայի հետևանքով և ուղղված է դեֆորմացիայի ժամանակ մարմնի մասնիկների տեղափոխմանը հակառակ ուղղությամբ, կոչվում է առաձգականության ուժ:

Մարմնի մասնիկների միջև գործում են փոխազդեցության ուժեր, որոնց բնույթը (ձգողություն կամ վանողություն) կախված է մասնիկների միջև հեռավորությունից: Պինդ մարմնում մոլեկուլներն արտաքին ուժերի բացակայությամբ որոշակի հեռավորություններում են, և նրանց ձգողության և վանողության ուժերն իրար համակշռում են: Մարմնի դեֆորմացիայի հետևանքով մասնիկների հեռավորության փոփոխման պատճառով ձգողության և վանողության ուժերի հաասարակշռությունը խախտվում է: Հեռավորությունը փոքրանալիս վանողության ուժերն ավելի արագ են աճում, քան ձգողության ուժերը, և մասնիկներն սկսում են վանել միմյանց: Երբ մասնիկների հեռավորությունը մեծանում է, նրանց միջև գերակշռում են ձգողության ուժերը: Քանի որ առաձգականության ուժերի առաջացումը հետևանք է մոլեկուլների (ատոմների) կազմության մեջ մտնող էլեկտրական լիցքերի փոխազդեցության, ապա առաձգականության ուժերն ուեն էլեկտրամագնիսական բնույթ:

Եթե դեֆորմացիայի հետևանքով զսպանակի երկարացումը, այսինքն՝ նրա երկարության $X=l-l_{o}$ փոփոխությունը, որտեղ $l$ -ը և $l_{o}$-ն, համապատասխանաբար դեֆորմացված և չդեֆորմացված զսպանակի երկարություններն են, շատ փոքր է զսպանակի $l_{o}$ սկզբնական երկարությունից, ապա այդպիսի դեֆորմացիան անվանում են փոքր դեֆորմացիա՝

$|X|=|l-l_{o}|\ll l_{o}$ կամ ${\frac {|X|}{l_{o}}}\ll 1$

Փոքր դեֆորմացիաների դեպքում առաձգականության ուժի մոդուլը՝ F_առ-ը , ուղիղ համեմատական է զսպանակի երկարացման |X| մոդուլին՝

$F=-k|x|$

Քանի որ զսպանակի x երկարացումը և F_առ առաձգականության ուժի վեկտորի պրոյեկցիան X առանցքի վրա հակառակ նշաններ ունեն, ապա նրանց կապը կարելի է ներկայացնել հետևյալ առնչությամբ.

F_առx = -kx (1)

որտեղ k համեմատականության գործակիցը կոչվում է զսպանակի կոշտություն: k գործակցի արժեքը կախված է զսպանակի չափերից և այն նյութի տեսակից, որից պատրաստված է զսպանակը: Կոշտությունը թվապես հավասար է 1 մետրով դեֆորմացված զսպանակում առաջացած աաձգականության ուժի մոդուլին: Միավորների Միջազգային Համակարգում կոշտությունն արտահայտվում է նյուտոն հարաբերած մետրի (Ն/մ) միավորով:

Փոքր դեֆորմացիաներ

Փոքր դեֆորմացիաների դեպքում մարմնում (զսպանակում, ձողում) առաջացած առաձգականության ուժը համեմատական է մարմնի երկարացմանը և ուղղված է հավասարակշռության դիրքից մասնիկների շեղման ուղղությանը հակառակ: Այս պնդումը Հուկի օրենքն է փոքր դեֆորմացիաների դեպքում, իսկ (1) բանաձևը Հուկի օրենքի (1660 թվական) մաթեմատիկական ձևակերպումն է:

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանի «Դեֆորմացիա» հոդվածից (հ․ 3, էջ 367 )։