Разделы презентаций


1 Лекция 2 Механические свойства твердых тел (ТТ). Деформации Замечание: при

Содержание

Связь с последующей деятельностьюИзучение курса «Биофизика»:ГемодинамикаБиофизика дыханияБиофизика слухаПрактическое применение:1. Хирургия и травматология.2. Лечебная физкультура3. Физиотерапия.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Лекция 2
Механические свойства твердых тел (ТТ).
Деформации
Замечание:
при описании движения тела

обычно предполагается,
что размеры и форма тела при движении неизменны,
т.е. тело

является абсолютно твердым (АТТ).
Расстояния между двумя любыми точками АТТ
постоянны
Лекция 2Механические свойства твердых тел (ТТ).Деформации Замечание:при описании движения тела обычно предполагается,что размеры и форма тела при

Слайд 2Связь с последующей деятельностью
Изучение курса «Биофизика»:
Гемодинамика
Биофизика дыхания
Биофизика слуха
Практическое применение:
1. Хирургия

и травматология.
2. Лечебная физкультура
3. Физиотерапия.

Связь с последующей деятельностьюИзучение курса «Биофизика»:ГемодинамикаБиофизика дыханияБиофизика слухаПрактическое применение:1. Хирургия и травматология.2. Лечебная физкультура3. Физиотерапия.

Слайд 3Главные свойства твердых тел
Постоянство размеров и формы
Кристаллические
(ближний и дальний порядок)
Аморфные
(переохлажденные

жидкости)
Высокая температура –
жидкость или
высокоэластичное
состояние
Низкая температура –


твердое тело

Отсутствие порядка

Главные свойства твердых телПостоянство размеров и формыКристаллические(ближний и дальний порядок)Аморфные(переохлажденные жидкости) Высокая температура – жидкость или высокоэластичное

Слайд 4Анизотропия свойств:
Различные расстояния между
атомными плоскостями →
различные свойства
в различных направлениях
Поликристаллические
тела
Существует

ближний
порядок внутри
микрокристалла,
отсутствует дальний
порядок:
Изотропия свойств:

Анизотропия свойств:Различные расстояния междуатомными плоскостями →различные свойствав различных направленияхПоликристаллические телаСуществует ближнийпорядок внутримикрокристалла,отсутствует дальнийпорядок:Изотропия свойств:

Слайд 5Способность ТТ сохранять размеры и форму
обусловлена значительными силами взаимодействия
(притяжения и

отталкивания) между атомами ТТ,
находящимися на малом расстоянии друг от друга,

и
макроскопически определяется упругими
свойствами ТТ

Упругие свойства проявляются при внешнем
воздействии на ТТ

Меры воздействия
(причины проявления упругих свойств) :
силы,
вращающие и крутящие моменты сил

нагрузки

Способность ТТ сохранять размеры и формуобусловлена значительными силами взаимодействия(притяжения и отталкивания) между атомами ТТ,находящимися на малом расстоянии

Слайд 6 – сила, действующая вдоль оси стержня
(деформация растяжения - сжатия)

– сила, создающая изгибающий момент.
Зависит от точки приложения силы
(деформация изгиба

и сдвига)

– сила, создающая крутящий момент.
Зависит от точки приложения силы
(деформация кручения)

– сила, действующая вдоль оси стержня(деформация растяжения - сжатия) – сила, создающая изгибающий момент.Зависит от точки

Слайд 7Следствиями воздействий являются
деформации – изменение размеров и формы ТТ
Растяжение –

сжатие:
Изгиб:
Сдвиг:
Кручение:

Следствиями воздействий являютсядеформации – изменение размеров и формы ТТРастяжение – сжатие: Изгиб:Сдвиг:Кручение:

Слайд 8Упругие (обратимые)
деформации:
Реальное ТТ с упругопластическими свойствами
после снятия нагрузки ТТ
восстанавливает

свои форму
и размеры
Кристаллические и
поликристаллические тела
при малых деформациях
Пластические

(необратимые)
деформации:

после снятия нагрузки ТТ
частично
восстанавливает свои форму
и размеры

Кристаллические ТТ при
больших деформациях
аморфные тела,
полимеры

+
||

Упругие (обратимые) деформации:Реальное ТТ с упругопластическими свойствамипосле снятия нагрузки ТТвосстанавливает свои форму и размеры Кристаллические и поликристаллические

Слайд 9Деформация растяжения – сжатия:
Закон Гука:
– мех. напряжение в


сечении цилиндра
Закон Гука для малых
упругих деформаций:
– относительная
деформация
причина
свойство
следствие
k

– коэффициент
упругости

Упругие деформации:

Для ТТ в целом:

Δl – абсолютная
деформация цилиндра

Для вещества ТТ:

Аналогия:

Деформация растяжения – сжатия: Закон Гука: – мех. напряжение в сечении цилиндраЗакон Гука для малых упругих деформаций:

Слайд 10Метод анализа размерностей:
размерность искомой величины определяется
соотношением размерностей величин, входящих


в определение искомой величины
– модуль Юнга численно равен механическому
напряжению

в сечении тела при единичной
относительной деформации
Метод анализа размерностей:размерность искомой величины определяется соотношением размерностей величин, входящих в определение искомой величины – модуль Юнга

Слайд 11ε
σ
σпроп
σупр
σт
σпроч
Зависимость σ = f(ε) для ТТ:
Разрушение
σпроп – предел
пропорциональности
(граница действия
закона

Гука)
σупр – предел упругости
(граница упругих
деформаций)
σт – предел текучести: зона неопределенности


зависимости σ = f(ε), характерная для пластических
деформаций

σпроч – предел прочности материала ТТ

εσσпропσупрσтσпрочЗависимость σ = f(ε) для ТТ:Разрушениеσпроп – предел пропорциональности(граница действиязакона Гука)σупр – предел упругости(граница упругихдеформаций)σт – предел

Слайд 12Полимеры (элементы костной ткани, мышцы, сухожилия):
Нет воздействия:
Горизонтальная сила:
Снятие нагрузки:
Каучукоподобная эластичность

или ползучесть
Свойство ползучести определяет время деформации
и время восстановления исходных

размера и формы

Почти то же самое, но не то, что в начале

Вязкоупругие деформационные свойства ТТ

Полимеры (элементы костной ткани, мышцы, сухожилия):Нет воздействия:Горизонтальная сила:Снятие нагрузки:Каучукоподобная эластичность или ползучесть Свойство ползучести определяет время деформациии

Слайд 13Биологические ткани (условные ТТ)
Кристаллическая структура + полимеры
Механические свойства =
=

упругие + вязкие свойства =
= вязкоупругие свойства
Задача:
математически (универсально) описать свойства


биологических тканей, используя
простые физические модели
упругого и вязкого ТТ
Биологические ткани (условные ТТ)Кристаллическая структура + полимеры Механические свойства == упругие + вязкие свойства == вязкоупругие свойстваЗадача:математически

Слайд 14Упругие свойства моделируются упругой пружиной
(мгновенный ответ на воздействие)
Вязкие свойства

моделируются поршнем,
движущимся в цилиндре с вязкой жидкостью
х
σ
η
ε

Упругие свойства моделируются упругой пружиной (мгновенный ответ на воздействие)Вязкие свойства моделируются поршнем,движущимся в цилиндре с вязкой жидкостью

Слайд 15εу и εВ – упругая и вязкая относительные деформации

дальнейшем – просто деформации)
σу и σВ – напряжения упругой и

вязкой деформаций

r – коэффициент сопротивления вязкой среды

η – коэффициент динамической вязкости среды
(см. Лекция 3)

εу и εВ – упругая и вязкая относительные деформации (в дальнейшем – просто деформации)σу и σВ –

Слайд 16Простейшая комбинация, реализующая
вязкоупругие свойства: последовательная модель
Пружина мгновенно растягивается и

закрепляется:
Начинается деформация вязкого элемента:

Простейшая комбинация, реализующая вязкоупругие свойства: последовательная модельПружина мгновенно растягивается и закрепляется:Начинается деформация вязкого элемента:

Слайд 17Скорость суммарной деформации:
Суммарная деформация при последовательном
соединении элементов:
Напряжения упругой и вязкой

деформаций при
последовательном соединении равны:

Скорость суммарной деформации:Суммарная деформация при последовательномсоединении элементов:Напряжения упругой и вязкой деформаций припоследовательном соединении равны:

Слайд 18Упругая:
Вязкая:
Скорость суммарной деформации:
σ = const →
= 0
ε
t

Упругая:Вязкая:Скорость суммарной деформации:σ = const → = 0εt

Слайд 19ε = const →
= 0
Пружина закреплена:
Разделяем переменные и «кучкуем» постоянные:
σ

– напряжение в элементах в начальный момент времени
(мгновенная деформация и

закрепление пружины)

σ

t

σ0

ε = const →= 0Пружина закреплена:Разделяем переменные и «кучкуем» постоянные:σ – напряжение в элементах в начальный момент

Слайд 20Параллельная модель:
Разделение
переменных:
Суммарное
напряжение:

Параллельная модель:Разделениепеременных:Суммарное напряжение:

Слайд 21После снятия нагрузки F в момент времени t0
при ε =

εmax:
Пружина начинает сжиматься, перемещая поршень:

После снятия нагрузки F в момент времени t0при ε = εmax:Пружина начинает сжиматься, перемещая поршень:

Слайд 22ε
t
t0
σ = const
σ = 0
εmax

εtt0σ = constσ = 0εmax

Слайд 23Реальная костная ткань
ε
t
t0
σ = const
σ = 0
εmax
0
1
0 – 1: быстрая

деформация
2
1 – 2: прямая ползучесть
3
2 – 3: быстрое сокращение
4
3

– 4: обратная ползучесть
Реальная костная тканьεtt0σ = constσ = 0εmax010 – 1: быстрая деформация21 – 2: прямая ползучесть 32 –

Слайд 24Смешанная модель
У1
В1
У2

Смешанная модельУ1В1У2

Слайд 25Смешанная модель:
ε
t
t0
σ = const
σ = 0
εmax
0
1
0 – 1: быстрая деформация

У2
2
1 – 2: прямая ползучесть В1 и У1
3
2 –

3: быстрое сокращение У2

4

3 – 4: обратная ползучесть В1 и У1

Смешанная модель:εtt0σ = constσ = 0εmax010 – 1: быстрая деформация У221 – 2: прямая ползучесть В1 и

Слайд 26Общие выводы:
3. Реальные твердые тела одновременно обладают
и упругими и вязкими

свойствами
2. Под внешними воздействиями твердые тела
деформируются
Твердые тела в отсутствие внешних

воздействий
сохраняют форму и объем
Общие выводы:3. Реальные твердые тела одновременно обладаюти упругими и вязкими свойствами2. Под внешними воздействиями твердые теладеформируютсяТвердые тела

Слайд 274. Вязкоупругие свойства моделируются
различными сочетаниями упругих и вязких элементов
5.

Моделирование механических свойств тел
используется в реологии: σ = f(ε); σ

= f(t); ε = f(t)
4. Вязкоупругие свойства моделируются различными сочетаниями упругих и вязких элементов5. Моделирование механических свойств телиспользуется в реологии: σ

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика