Interested Article - Деформируемое тело

Деформи́руемое те́ло ( англ. deformable body ) — физическое тело , способное к деформации , то есть тело, способное изменить свою форму, внутреннюю структуру, объём , площадь поверхности под действием внешних сил . Относительная позиция любых составных точек деформируемого тела может изменяться. Деформируемые тела являются противоположностью абсолютно твёрдых тел , которые определены их элементами. Идеальным представлением деформируемого тела является бесконечное количество частиц, наполняющих его.

Согласно физике деформи́руемое те́ло — это механическая система , обладающая внутренними степенями свободы (в дополнение к поступательным и вращательным), которые обычно называют колебательными степенями свободы. Деформируемое тело без диссипационных степеней свободы называется абсолютно упругим телом ; если же имеется диссипация, то тело называется неупругим.

Важнейшим случаем деформируемого тела является система взаимодействующих материальных точек , или, условно говоря, «молекула». «Молекула», состоящая из N «атомов» (то есть материальных точек), обладает в трёхмерном пространстве 3N степенями свободы, из которых три поступательных, три вращательных (две вращательных для двухатомной молекулы), и остальные — колебательные.

Деформируемое тело, по сравнению с абсолютно твёрдым телом, намного тяжелее симулировать и обработать. Уравнения движения деформируемого тела намного более сложны, так как необходима дополнительная система координат для учёта деформации тела. Теория малых смещений часто используется инженерами и физиками для решения проблем теории упругости , в которые вовлечена деформация. Это позволяет упростить проблему и облегчить её решение. Эти аппроксимации (приближения) позволяют методике очень сильно приблизиться к реальности, однако только до тех пор, пока деформации незначительные. Если необходимо обработать большие смещения, необходимо использовать метод конечных элементов .

Деформируемое тело может деформироваться под воздействием внешней силы (в этом случае энергия деформации передаётся через работу) или из-за изменения температуры (энергия деформации в этом случае передаётся через тепло). Результатом первого случая может быть растяжение (вытяжение) тела вдоль одной из его осей, сдавливание , изгиб и скручивание . Во втором случае наиболее значительным фактором, определяемым величиной температуры, является подвижность структурных дефектов : межзёренных границ , вакансий , линейных и винтовых дислокаций , дефектов упаковки, двойников . Перемещение и сдвиг таких подвижных дефектов активируется термически, и потому ограничено уровнем атомной диффузии. Деформации обычно характеризуются тензором деформации .

См. также

Примечания

Davidge, R.W., Mechanical Behavior of Ceramics , Cambridge Solid State Science Series, Eds. Clarke, D.R., et al. (1979)
Zarzycki, J., Glasses and the Vitreous State , Cambridge Solid State Science Series, Eds. Clarke, D.R., et al.(1991)