Деформация (от латинского deformatio – искажение) – изменение относительного положения частиц тела, связанное с их перемещением. Деформация представляет собой результат изменения междуатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов. Обычно деформация сопровождается изменением величин междуатомных сил, мерой которого является упругое напряжение.

 Деформации разделяют на упругие и пластические. Упругие деформации исчезают, а пластические остаются после окончания действия приложенных сил. В основе упругих деформаций лежат обратимые смещения атомов металлов от положения равновесия; в основе пластических – необратимые перемещения атомов на значительные расстояния от исходных положений равновесия.

Наиболее простые виды деформации тела в целом – это растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб, кручение.

Если проволоку или стержень, закрепленные с одного конца, закручивать, прилагая к другому концу пару сил F с моментом, равным М, то стержень (проволока) претерпевает деформацию кручения, при которой одно его основание поворачивается по отношению к другому, фиксированному, на некоторый угол φ – угол кручения.

По закону Гука:

,

где модуль кручения f показывает, какой момент силы нужно приложить, чтобы закрутить проволоку на угол в 1 рад.

В результате деформации кручения возникает перекос образующих цилиндрической поверхности стержня (рис.1), причем .

Расчет деформации кручения может быть сведен к расчету деформации сдвига. Приведем без вывода соотношение, существующее между модулем кручения f и модулем сдвига N материала проволоки:

,

где r, l - соответственно радиус и длина проволоки. Таким образом, модуль сдвига можно найти, зная модуль кручения.

Динамический метод измерения модуля кручения основан на зависимости периода Т крутильных колебаний маятника, подвешенного на проволоке, от упругих свойств материала проволоки.

Измерение деформации производится либо в процессе испытания материалов с целью определения их механических свойств, либо при исследовании сооружения в натуре или на моделях для суждения о величинах напряжений. Упругие деформации весьма малы, и измерение их требует высокой точности. Наиболее распространённый метод исследования деформации – с помощью тензометров. Кроме того, широко применяются тензодатчики сопротивления, поляризационно–оптический метод исследования напряжения, рентгеновский структурный анализ. Для суждения о местных пластических деформациях применяют накатку на поверхности изделия сетки, покрытие поверхности легко растрескивающимся лаком и т. д.

Ключ электронный динамометрический (рис.1) предназначен для закручивания резьбовых соединений заданным крутящим моментом.

При закручивании резьбового соединения и приложения усилия к ручке крутящий момент передается к упругому элементу и его четырехграннику с торцовой головкой. Деформация кручения упругого элемента преобразуется в линейное перемещение, которое измеряется датчиком, встроенным в ключ. Информация о перемещении поступает в электронный модуль, обрабатывается и пересчитывается в величину крутящего момента для отображения на дисплее.

 

Тензометр - прибор для измерения деформаций, вызываемых механическими напряжениями в твёрдых телах. Применяется при исследовании распределения деформаций в деталях машин, конструкций и сооружений, а также при механических испытаниях материалов. Наиболее распространены электротензометры сопротивления, основным элементом которых служит тензорезисторный датчик.

Тензодатчик - измерительный преобразователь деформации твёрдого тела, вызываемой механическими напряжениями, в сигнал, предназначенный для последующей передачи, преобразования и регистрации. Наибольшее распространение получили тензодатчики сопротивления, выполненные на базе тензорезисторов, действие которых основано на их свойстве изменять под влиянием деформации своё электрическое сопротивление. Конструктивно тензорезистор представляет собой либо решётку (рис.1), изготовленную из проволоки или фольги (из константана, нихрома, различных сплавов на основе Ni, Mo, Pt), либо пластинку из полупроводника, например, Si. Тензорезистор механически жестко соединяют (например, приклеивают, приваривают) с упругим элементом тензодатчика (рис.2) либо крепят непосредственно на исследуемой детали. Упругий элемент воспринимает изменения исследуемого параметра (давления, деформации узла машины, ускорения и т. п.) и преобразует их в деформацию решётки (пластинки), что приводит к изменению сопротивления тензорезистора.