Механические свойства твердых тел (кратко)
Механические свойства относятся к числу наиболее наглядных свойств физических объектов. Твердые тела получили свое название именно по наличию у них четко определяемых механических характеристик, таких как упругость, прочность, твердость и пластичность.
Реакция твердого тела на механическое воздействие (сжатие, растяжение, изгиб, удар) определяется силами взаимодействия между атомами, выстроенными в кристаллическую решетку, т. е. в конечном итоге геометрией кристаллической решетки и ее дефектами. В силу разнообразия видов кристаллической решетки механические свойства твердых тел весьма различны.
При незначительных статических нагрузках у всех твердых тел наблюдается линейная зависимость между напряжением и деформацией. Это закон Гука (1678 г.): «Напряжение в упруго деформированном теле прямо пропорционально его относительной деформации»
σ = Eδ.
Здесь использованы понятия механического напряжения σ = F / S и относительного удлинения δ = ΔL / L. Под действием силы F, приложенной к образцу, имеющему первоначальную длину L и площадь сечения S, происходит его упругая деформация, т. е. его растяжение (сжатие) на ΔL, исчезающее после снятия нагрузки.
Коэффициент пропорциональности E называется модулем Юнга.
Для изменения механических свойств металлических изделий издавна практикуются специальные приемы термообработки: ковка, отпуск, закалка и т. п. Все они направлены либо на устранение дефектов кристаллической решетки, либо, наоборот, на их создание.
