Jenis ubah bentuk pepejal. Ketegangan-mampatan

Prinsip pemampatan maklumat

Asas mana-mana kaedah pemampatan maklumat ialah model sumber maklumat, atau, lebih khusus, model redundansi. Dalam erti kata lain, untuk memampatkan maklumat, beberapa maklumat digunakan tentang jenis maklumat yang dimampatkan - tanpa mempunyai sebarang maklumat tentang maklumat, adalah mustahil untuk sama sekali tidak membuat andaian tentang jenis transformasi yang akan mengurangkan jumlah mesej. Maklumat ini digunakan dalam proses pemampatan dan penyahmampatan. Model lebihan juga boleh dibina atau diparameterkan semasa fasa mampatan. Kaedah yang membenarkan menukar model redundansi maklumat berdasarkan data input dipanggil adaptif. Algoritma bukan penyesuaian biasanya sangat spesifik, digunakan untuk berfungsi dengan ciri yang jelas dan tidak berubah. Sebilangan besar algoritma yang agak universal adalah penyesuaian kepada satu darjah atau yang lain.

Sebarang kaedah pemampatan maklumat termasuk dua transformasi songsang:

penukaran mampatan;
penukaran mampatan.

Transformasi mampatan memastikan bahawa mesej termampat diperoleh daripada mesej asal. Penyahmampatan memastikan bahawa mesej asal (atau anggarannya) diperoleh daripada yang dimampatkan.

Semua kaedah pemampatan dibahagikan kepada dua kelas utama

tanpa kehilangan,
dengan kerugian.

Perbezaan asas antara kedua-duanya ialah pemampatan tanpa kehilangan membolehkan pembinaan semula yang tepat bagi mesej asal. Mampatan lossy membolehkan anda memperoleh hanya anggaran tertentu bagi mesej asal, iaitu, berbeza daripada yang asal, tetapi dalam had beberapa ralat yang telah ditetapkan. Ralat ini mesti ditentukan oleh model lain - model penerima, yang menentukan data dan ketepatan yang dipersembahkan adalah penting untuk penerima, dan yang boleh dibuang.

Ciri-ciri algoritma mampatan dan kebolehgunaan

Nisbah Mampatan

Nisbah mampatan adalah ciri utama algoritma mampatan, menyatakan kualiti aplikasi utama. Ia ditakrifkan sebagai nisbah saiz data yang tidak dimampatkan kepada data yang dimampatkan, iaitu:

k = S o/ S c ,

di mana k- nisbah mampatan, S o ialah saiz data yang tidak dimampatkan, dan S c - saiz termampat. Oleh itu, lebih tinggi nisbah mampatan, lebih baik algoritma. Perlu diperhatikan:

Jika k= 1, maka algoritma tidak melakukan pemampatan, iaitu, ia menerima mesej output dengan saiz yang sama dengan input;
Jika k < 1, то алгоритм порождает при сжатии сообщение большего размера, нежели несжатое, то есть, совершает «вредную» работу.

Keadaan dengan k < 1 вполне возможна при сжатии. Невозможно получить алгоритм сжатия без потерь, который при любых данных образовывал бы на выходе данные меньшей или равной длины. Обоснование этого факта заключается в том, что количество различных сообщений длиной n Corak:E:bit betul-betul 2 n. Kemudian bilangan mesej yang berbeza dengan panjang kurang daripada atau sama dengan n(jika terdapat sekurang-kurangnya satu mesej yang lebih pendek) akan kurang daripada 2 n. Ini bermakna adalah mustahil untuk memetakan secara unik semua mesej asal kepada mesej dimampatkan: sama ada sesetengah mesej asal tidak akan mempunyai perwakilan dimampatkan, atau beberapa mesej asal akan mempunyai perwakilan mampat yang sama dan oleh itu tidak boleh dibezakan.

Nisbah mampatan boleh sama ada pekali malar (beberapa algoritma untuk memampatkan bunyi, imej, dsb., contohnya A-law, μ-law, ADPCM), atau pembolehubah. Dalam kes kedua, ia boleh ditakrifkan sama ada untuk mesej tertentu, atau dinilai mengikut kriteria tertentu:

purata (biasanya atas beberapa set data ujian);
maksimum (kes pemampatan terbaik);
minimum (kes mampatan paling teruk);

atau yang lain. Nisbah mampatan lossy dalam kes ini sangat bergantung pada ralat mampatan yang dibenarkan atau ralatnya kualiti, yang biasanya bertindak sebagai parameter algoritma.

Toleransi terhadap kerugian

Kriteria utama untuk membezakan antara algoritma pemampatan ialah kehadiran atau ketiadaan kerugian yang diterangkan di atas. Secara umumnya, algoritma pemampatan tanpa kehilangan adalah universal dalam erti kata bahawa ia boleh digunakan pada sebarang jenis data, manakala penggunaan pemampatan lossy mesti wajar. Sesetengah jenis data tidak menerima sebarang kehilangan:

data simbolik, perubahan yang tidak dapat dielakkan membawa kepada perubahan dalam semantiknya: atur cara dan teks sumbernya, tatasusunan binari, dsb.;
data penting, perubahan yang boleh membawa kepada ralat kritikal: contohnya, diperoleh daripada peralatan pengukur perubatan atau peranti kawalan pesawat, kapal angkasa, dsb.
data yang dimampatkan dan dinyahmampat berulang kali: fail grafik, bunyi, video yang berfungsi.

Walau bagaimanapun, mampatan lossy membolehkan nisbah mampatan yang lebih tinggi dengan membuang maklumat yang tidak berkaitan yang tidak memampatkan dengan baik. Jadi, sebagai contoh, algoritma pemampatan audio lossless FLAC, dalam kebanyakan kes membolehkan anda memampatkan bunyi sebanyak 1.5-2.5 kali, manakala algoritma lossy Vorbis, bergantung pada parameter kualiti yang ditetapkan, boleh memampatkan sehingga 15 kali sambil mengekalkan kualiti bunyi yang boleh diterima. .

Keperluan sistem algoritma

Algoritma yang berbeza mungkin memerlukan jumlah sumber sistem komputer yang berbeza di mana ia dilaksanakan:

RAM (untuk data perantaraan);
ingatan kekal (untuk kod program dan pemalar);
masa CPU.

Secara umum, keperluan ini bergantung pada kerumitan dan kecerdasan algoritma. Mengikut kecenderungan umum, algoritma yang lebih baik dan lebih universal, semakin besar tuntutan yang diletakkan pada mesin. Walau bagaimanapun, dalam kes tertentu, algoritma ringkas dan padat mungkin berfungsi dengan lebih baik. Keperluan sistem menentukan kualiti pengguna mereka: algoritma yang kurang menuntut, lebih mudah, dan oleh itu sistem yang lebih padat, boleh dipercayai dan murah ia boleh berfungsi.

Memandangkan algoritma pemampatan dan penyahmampatan berfungsi secara berpasangan, nisbah keperluan sistem kepada mereka juga penting. Selalunya, dengan merumitkan satu algoritma, anda boleh memudahkan yang lain dengan ketara. Jadi kita boleh mempunyai tiga pilihan:

Algoritma mampatan adalah lebih memerlukan sumber berbanding algoritma penyahmampatan. Ini adalah nisbah yang paling biasa, dan ia digunakan terutamanya dalam kes di mana data yang dimampatkan akan digunakan berulang kali. Contohnya ialah pemain audio dan video digital. Algoritma pemampatan dan penyahmampatan mempunyai keperluan yang hampir sama. Pilihan yang paling boleh diterima untuk talian komunikasi ialah apabila pemampatan dan penyahmampatan berlaku sekali pada dua hujungnya. Sebagai contoh, ini boleh menjadi telefon. Algoritma mampatan adalah kurang menuntut dengan ketara daripada algoritma penyahmampatan. Kes yang agak eksotik. Ia boleh digunakan dalam kes di mana pemancar ialah peranti ultra mudah alih, di mana jumlah sumber yang tersedia adalah sangat kritikal, contohnya, kapal angkasa atau rangkaian pengedar yang besar, atau ia boleh menjadi data yang penyahmampatan diperlukan dalam peratusan kes yang sangat kecil, contohnya, rakaman daripada kamera CCTV.

lihat juga

Yayasan Wikimedia. 2010.

Lihat apa "Mampatan maklumat" dalam kamus lain:

pemampatan maklumat- pemadatan maklumat - [L.G. Sumenko. Kamus Inggeris-Rusia mengenai teknologi maklumat. M.: State Enterprise TsNIIS, 2003.] Topik teknologi maklumat secara umum Sinonim pemadatan maklumat EN pengurangan maklumat ...

PEMAMPATAN MAKLUMAT- (mampatan data) perwakilan maklumat (data) dengan bilangan bit yang lebih kecil berbanding dengan yang asal. Berdasarkan menghapuskan lebihan. Terdapat S. dan. tanpa kehilangan maklumat dan kehilangan beberapa maklumat yang tidak penting untuk tugasan yang diselesaikan. KEPADA… … Kamus Ensiklopedia Psikologi dan Pedagogi

pemampatan maklumat adaptif tanpa kerugian- - [L.G. Sumenko. Kamus Inggeris-Rusia mengenai teknologi maklumat. M.: State Enterprise TsNIIS, 2003.] Topik teknologi maklumat secara umum EN adaptif lossless data compressionALDC ... Panduan Penterjemah Teknikal

pemadatan / pemampatan maklumat- - [L.G. Sumenko. Kamus Inggeris-Rusia mengenai teknologi maklumat. M.: State Enterprise TsNIIS, 2003.] Topik teknologi maklumat secara umum EN pemadatan ... Panduan Penterjemah Teknikal

pemampatan maklumat digital- - [L.G. Sumenko. Kamus Inggeris-Rusia mengenai teknologi maklumat. M.: State Enterprise TsNIIS, 2003.] Topik teknologi maklumat secara am EN mampatan ... Panduan Penterjemah Teknikal

Bunyi ialah gelombang mudah, dan isyarat digital ialah perwakilan gelombang itu. Ini dicapai dengan menyimpan amplitud isyarat analog berkali-kali dalam satu saat. Sebagai contoh, dalam CD biasa isyarat dihafal 44,100 kali setiap... ... Wikipedia

Satu proses yang mengurangkan volum data dengan mengurangkan lebihan data. Pemampatan data merujuk kepada susunan padat kepingan data bersaiz standard. Terdapat pemampatan dengan kehilangan dan tanpa kehilangan maklumat. Dalam Bahasa Inggeris: Data... ... Kamus Kewangan

pemampatan maklumat kartografi digital- Pemprosesan maklumat kartografi digital untuk mengurangkan volumnya, termasuk menghapuskan lebihan dalam ketepatan pembentangan yang diperlukan. [GOST 28441 99] Topik kartografi digital Istilah am kaedah dan teknologi... ... Panduan Penterjemah Teknikal

Ketegangan atau mampatan paksi (pusat). rasuk lurus disebabkan oleh daya luaran, vektor paduannya bertepatan dengan paksi rasuk. Apabila tegangan atau mampatan berlaku pada keratan rentas rasuk, hanya daya membujur N timbul Daya membujur N dalam bahagian tertentu adalah sama dengan jumlah algebra unjuran pada paksi rod semua daya luar yang bertindak pada satu sisi. bahagian yang sedang dipertimbangkan. Mengikut peraturan tanda daya membujur N, diterima umum bahawa daya membujur positif N timbul daripada beban luar tegangan, dan daya membujur negatif N daripada beban mampatan (Rajah 5).

Untuk mengenal pasti kawasan rod atau keratan rentasnya di mana daya membujur adalah paling penting, bina gambar rajah daya membujur menggunakan kaedah keratan, dibincangkan secara terperinci dalam artikel:
Analisis faktor daya dalaman dalam sistem yang boleh ditentukan secara statistik
Saya juga sangat mengesyorkan anda melihat artikel:
Pengiraan kayu yang boleh ditentukan secara statistik
Jika anda memahami teori dalam artikel ini dan tugasan dalam pautan, anda akan menjadi guru dalam topik "Mampatan sambungan" =)

Tegasan tegangan-mampatan.

Daya membujur N, ditentukan oleh kaedah keratan, ialah paduan daya dalaman yang diagihkan ke atas keratan rentas rod (Rajah 2, b). Berdasarkan definisi tegasan, mengikut ungkapan (1), kita boleh menulis untuk daya membujur:

di mana σ ialah tegasan biasa pada titik sewenang-wenangnya dalam keratan rentas rod.
Kepada tentukan tegasan biasa pada mana-mana titik pada rasuk adalah perlu untuk mengetahui hukum taburannya ke atas keratan rentas rasuk. Kajian eksperimen menunjukkan: jika satu siri garisan saling berserenjang digunakan pada permukaan rod, maka selepas menggunakan beban tegangan luar garisan melintang tidak bengkok dan kekal selari antara satu sama lain (Rajah 6, a). Fenomena ini diperkatakan hipotesis bahagian satah(Hipotesis Bernoulli): bahagian yang rata sebelum ubah bentuk kekal rata selepas ubah bentuk.

Oleh kerana semua gentian longitudinal rod adalah cacat sama, tegasan dalam keratan rentas adalah sama, dan gambar rajah tegasan σ sepanjang ketinggian keratan rentas rod kelihatan seperti ditunjukkan dalam Rajah 6, b. Ia boleh dilihat bahawa tegasan diagihkan secara seragam ke atas keratan rentas rod, i.e. di semua titik bahagian σ = const. Ungkapan untuk menentukan nilai voltan mempunyai bentuk:

Oleh itu, tegasan biasa yang timbul dalam keratan rentas rasuk tegangan atau termampat adalah sama dengan nisbah daya membujur kepada luas keratan rentasnya. Tegasan biasa dianggap positif dalam tegangan dan negatif dalam mampatan.

Ubah bentuk tegangan-mampatan.

Mari kita pertimbangkan ubah bentuk yang berlaku semasa ketegangan (mampatan) rod (Rajah 6, a). Di bawah pengaruh daya F, rasuk dipanjangkan dengan jumlah tertentu Δl dipanggil pemanjangan mutlak, atau ubah bentuk membujur mutlak, yang secara berangka sama dengan perbezaan antara panjang rasuk selepas ubah bentuk l 1 dan panjangnya sebelum ubah bentuk l

Nisbah ubah bentuk membujur mutlak bagi rasuk Δl kepada panjang asalnya l dipanggil pemanjangan relatif, atau ubah bentuk membujur relatif:

Dalam ketegangan, regangan membujur adalah positif, dan dalam mampatan, ia adalah negatif. Bagi kebanyakan bahan struktur, pada peringkat ubah bentuk elastik, hukum Hooke (4) dipenuhi, mewujudkan hubungan linear antara tegasan dan terikan:

di mana modulus keanjalan longitudinal E, juga dipanggil modulus keanjalan jenis pertama ialah pekali perkadaran antara tegasan dan terikan. Ia mencirikan kekakuan bahan di bawah ketegangan atau mampatan (Jadual 1).

Jadual 1

Modulus keanjalan membujur untuk pelbagai bahan

Ubah bentuk melintang mutlak kayu sama dengan perbezaan dalam dimensi keratan rentas selepas dan sebelum ubah bentuk:

Masing-masing, ubah bentuk melintang relatif ditentukan oleh formula:

Apabila diregangkan, dimensi keratan rentas rasuk berkurangan, dan ε "mempunyai nilai negatif. Pengalaman telah membuktikan bahawa, dalam had hukum Hooke, apabila rasuk diregangkan, ubah bentuk melintang adalah berkadar terus dengan yang membujur. Nisbah ubah bentuk melintang ε " kepada ubah bentuk membujur ε dipanggil pekali ubah bentuk melintang, atau Nisbah Poisson μ:

Secara eksperimen telah ditetapkan bahawa pada peringkat elastik pemuatan mana-mana bahan nilai μ = const dan untuk pelbagai bahan nilai nisbah Poisson berjulat dari 0 hingga 0.5 (Jadual 2).

jadual 2

Nisbah Poisson.

Pemanjangan mutlak batangΔl berkadar terus dengan daya membujur N:

Formula ini boleh digunakan untuk mengira pemanjangan mutlak keratan rod dengan panjang l, dengan syarat dalam bahagian ini nilai daya longitudinal adalah malar. Dalam kes apabila daya longitudinal N berubah dalam bahagian rod, Δl ditentukan melalui penyepaduan dalam bahagian ini:

Produk (EA A) dipanggil ketegaran bahagian rod di bawah ketegangan (mampatan).

Sifat mekanikal bahan.

Sifat mekanikal utama bahan semasa ubah bentuknya ialah kekuatan, kemuluran, kerapuhan, keanjalan dan kekerasan.

Kekuatan ialah keupayaan bahan untuk menahan daya luar tanpa runtuh dan tanpa penampilan ubah bentuk sisa.

Keplastikan ialah sifat bahan untuk menahan ubah bentuk sisa yang besar tanpa pemusnahan. Ubah bentuk yang tidak hilang selepas penyingkiran beban luaran dipanggil plastik.

Kerapuhan ialah sifat bahan untuk runtuh dengan ubah bentuk sisa yang sangat kecil (contohnya, besi tuang, konkrit, kaca).

Keanjalan yang ideal– sifat bahan (badan) untuk memulihkan sepenuhnya bentuk dan saiznya selepas menghapuskan punca yang menyebabkan ubah bentuk.

Kekerasan adalah sifat bahan untuk menahan penembusan badan lain ke dalamnya.

Pertimbangkan gambarajah tegangan rod keluli lembut. Biarkan sebatang rod bulat panjang l 0 dan keratan rentas pemalar awal luas A 0 diregangkan secara statik pada kedua-dua hujungnya dengan daya F.

Gambar rajah mampatan rod kelihatan seperti (Rajah 10, a)

di mana Δl = l - l 0 pemanjangan mutlak rod; ε = Δl / l 0 - pemanjangan longitudinal relatif rod; σ = F / A 0 - voltan biasa; E - modulus Young; σ p - had kekadaran; σ naik - had anjal; σ t - kekuatan hasil; σ dalam - kekuatan tegangan (rintangan sementara); ε rehat - ubah bentuk sisa selepas penyingkiran beban luaran. Untuk bahan yang tidak mempunyai titik hasil yang jelas, kekuatan hasil bersyarat σ 0.2 diperkenalkan - tegasan di mana 0.2% ubah bentuk sisa dicapai. Apabila kekuatan muktamad dicapai, penipisan tempatan diameternya (“leher”) berlaku di tengah-tengah rod. Pemanjangan mutlak rod lebih lanjut berlaku di zon leher (zon hasil tempatan). Apabila tegasan mencapai kekuatan alah σ t, permukaan berkilat rod menjadi matte sedikit - retakan mikro (garisan Lüders-Chernov) muncul pada permukaannya, diarahkan pada sudut 45° ke paksi rod.

Pengiraan kekuatan dan ketegaran dalam tegangan dan mampatan.

Bahagian berbahaya dalam tegangan dan mampatan ialah keratan rentas rasuk di mana tegasan normal maksimum berlaku. Tegasan yang dibenarkan dikira menggunakan formula:

di mana had σ ialah tegasan muktamad (had σ = σ t - untuk bahan plastik dan had σ = σ v - untuk bahan rapuh); [n] - faktor keselamatan. Untuk bahan plastik [n] = = 1.2 ... 2.5; untuk bahan rapuh [n] = 2 ... 5, dan untuk kayu [n] = 8 ÷ 12.

Pengiraan kekuatan tegangan dan mampatan.

Tujuan pengiraan mana-mana struktur adalah untuk menggunakan keputusan yang diperoleh untuk menilai kesesuaian struktur ini untuk operasi dengan penggunaan bahan yang minimum, yang ditunjukkan dalam kaedah pengiraan untuk kekuatan dan ketegaran.

Keadaan kekuatan batang apabila ia diregangkan (dimampatkan):

Pada pengiraan reka bentuk kawasan keratan rentas berbahaya rod ditentukan:

Apabila menentukan beban yang dibenarkan daya normal yang dibenarkan dikira:

Pengiraan ketegaran dalam tegangan dan mampatan.

Prestasi joran ditentukan oleh ubah bentuk muktamadnya [l]. Pemanjangan mutlak rod mesti memenuhi syarat:

Selalunya pengiraan tambahan dibuat untuk kekakuan bahagian individu rod.

Ubah bentuk asas yang paling mudah.

Ubah bentuk asas yang paling mudah ialah pemanjangan relatif beberapa unsur:

(e)=(l 2 -l 1)/l 1
di mana
l 2 - panjang elemen selepas ubah bentuk;
l 1 - panjang asal unsur ini.

Ketegangan-mampatan.

Tegangan-mampatan - dalam rintangan bahan - ialah sejenis ubah bentuk membujur rod atau rasuk yang berlaku apabila beban dikenakan padanya sepanjang paksi membujurnya (hasil daya yang bertindak ke atasnya adalah normal kepada keratan rentas rod dan melalui pusat jisimnya).

Juga dipanggil keadaan tegasan uniaksial atau linear. Ia adalah salah satu jenis keadaan tegasan utama bagi parallelepiped. Ia juga boleh menjadi dua atau tiga gandar. Ia disebabkan oleh kedua-dua daya yang dikenakan pada hujung rod dan oleh daya yang diagihkan ke seluruh isipadu (daya inersia dan graviti).

Ketegangan menyebabkan pemanjangan rod (pecah dan ubah bentuk sisa juga mungkin), mampatan menyebabkan pemendekan rod (kehilangan kestabilan dan lenturan membujur mungkin).

Dalam keratan rentas rasuk, satu faktor daya dalaman timbul - daya normal. Jika daya tegangan atau mampatan selari dengan paksi longitudinal rasuk, tetapi tidak melaluinya, maka rod mengalami apa yang dipanggil. ketegangan sipi (mampatan). Dalam kes ini, disebabkan oleh kesipian aplikasi beban dalam rod, sebagai tambahan kepada tegasan tegangan (mampatan), tegasan lentur juga timbul.

Tegasan sepanjang paksi adalah berkadar terus dengan daya tegangan atau mampatan dan berkadar songsang dengan luas keratan rentas. Dalam ubah bentuk anjal, hubungan antara tegasan dan regangan relatif ditentukan oleh hukum Hooke, manakala regangan relatif melintang diperolehi daripada regangan membujur dengan mendarabkannya dengan nisbah Poisson. Ubah bentuk plastik sebelum pemusnahan sebahagian daripada bahan diterangkan oleh undang-undang tak linear.

undang-undang Hooke- persamaan teori keanjalan, mengaitkan tegasan dan ubah bentuk medium anjal. Ditemui pada tahun 1660 oleh saintis Inggeris Robert Hooke (Hook). Robert Hooke). Oleh kerana undang-undang Hooke ditulis untuk tegasan dan regangan kecil, ia mempunyai bentuk perkadaran mudah.

Dalam bentuk lisan hukumnya berbunyi seperti berikut:

Daya kenyal yang timbul dalam jasad semasa ubah bentuknya adalah berkadar terus dengan magnitud ubah bentuk ini

Untuk rod tegangan nipis, hukum Hooke mempunyai bentuk:

Di sini F- daya tegangan rod, Δ l- pemanjangan mutlak (mampatan) rod, dan k dipanggil pekali keanjalan(atau kekerasan).

Pekali keanjalan bergantung pada kedua-dua sifat bahan dan pada dimensi rod.

Modulus Young(modulus keanjalan) - pekali yang mencirikan rintangan bahan kepada tegangan/mampatan semasa ubah bentuk keanjalan. Dinamakan sempena ahli fizik Inggeris abad ke-19 Thomas Young. Dalam masalah dinamik mekanik, modulus Young dianggap dalam pengertian yang lebih umum - sebagai fungsi persekitaran dan proses.

Modulus Young dikira seperti berikut:

E- modulus keanjalan, diukur dalam pascal
F- daya dalam newton,
S- luas permukaan di mana daya diagihkan,
l- panjang batang boleh ubah bentuk,
x- modulus perubahan panjang rod akibat ubah bentuk anjal (diukur dalam unit yang sama dengan panjang l).

Nisbah Poisson(ditandakan sebagai ν atau μ) mencirikan sifat keanjalan bahan. Apabila daya tegangan dikenakan pada jasad, ia mula memanjang (iaitu, panjang membujur bertambah), dan keratan rentas berkurangan. Nisbah Poisson menunjukkan berapa kali keratan rentas badan boleh ubah bentuk berubah apabila ia diregangkan atau dimampatkan. Untuk bahan yang sangat rapuh, nisbah Poisson ialah 0, untuk bahan kenyal mutlak ialah 0.5. Bagi kebanyakan keluli pekali ini adalah sekitar 0.3, untuk getah adalah lebih kurang 0.5. (Diukur dalam unit relatif: mm/mm, m/m).

Adalah diketahui bahawa magnitud daya tegangan F dan nilai pemanjangan Δℓ sampel daripada bahan yang sama bergantung pada saiznya. Untuk dapat membandingkan keputusan ujian sampel berbeza saiz yang dibuat daripada bahan yang sama, gambar rajah tegangan disusun semula dalam koordinat σ = F/A dan ε = Δℓ/ℓ, di mana A– luas keratan rentas awal sampel; ℓ – panjang awal bahagian kerja sampel ini rajah σ = f(ε) dipanggil rajah tegasan atau rajah tegangan konvensional, yang bentuknya hampir tidak bergantung pada dimensi mutlak sampel yang digunakan dalam ujian, dan ditentukan oleh sifat bahan Gambar rajah tipikal tegasan tegangan untuk sampel yang diperbuat daripada bahan plastik (Rajah 1, c) dicirikan oleh bahagian berikut panjang bahagian sehingga voltan tertentu σpr, dipanggil had kekadaran, mewakili garis lurus Dalam bahagian ini, hukum Hooke adalah sah dan magnitud ubah bentuk mutlak Δℓ adalah berkadar terus dengan daya tegangan F, dan ubah bentuk relatif ε adalah berkadar dengan tegasan σ.

Selepas mencapai had perkadaran σpr terikan ε tidak meningkat secara berkadar langsung dengan tegasan σ , tetapi lebih pantas. Bermula pada satu ketika DALAM, terletak pada bahagian lengkung rajah, rupa ubah bentuk sisa kecil (0.05%) telah diperhatikan, sehingga titik B ubah bentuk masih anjal Titik B sepadan dengan had keanjalan bahan σe - tegasan tertinggi yang hanya ubah bentuk keanjalan yang muncul dalam bahan Had keanjalan secara praktikalnya bertepatan dengan had kekadaran dan nilai-nilai ini biasanya tidak dibezakan Sebagai contoh, untuk keluli St3 had kekadaran ialah σpr ≈ 210 MPa, dan had keanjalan σe. ≈ 220 MPa.

Rajah 2 menunjukkan gambar rajah tegasan tegangan untuk bahan ini.

Rajah 2 – Gambar rajah tegasan tegangan

di manakah had perkadaran, - kecairan, - kekuatan.

Ricih - dalam rintangan bahan - ialah sejenis ubah bentuk membujur rasuk yang berlaku apabila daya dikenakan secara tangen pada permukaannya (manakala bahagian bawah rasuk tetap tidak bergerak).

Bengkok.

Lenturan ialah sejenis ubah bentuk di mana paksi rasuk lurus dibengkokkan atau lengkungan paksi rasuk melengkung berubah. Lenturan dikaitkan dengan kejadian momen lentur pada keratan rentas rasuk. Lenturan terus berlaku apabila momen lentur dalam keratan rentas rasuk tertentu bertindak dalam satah yang melalui salah satu paksi pusat utama inersia bahagian ini. Dalam kes apabila satah tindakan momen lentur dalam keratan rentas rasuk tertentu tidak melalui mana-mana paksi utama inersia bahagian ini, ia dipanggil serong.

Jika, semasa lenturan langsung atau serong, hanya momen lentur yang bertindak dalam keratan rentas rasuk, maka, dengan itu, terdapat selekoh lurus atau serong tulen. Jika daya melintang juga bertindak dalam keratan rentas, maka terdapat selekoh serong lurus melintang atau melintang.

Selalunya istilah "lurus" tidak digunakan atas nama lenturan lurus tulen dan lurus melintang dan mereka dipanggil lenturan tulen dan lenturan melintang, masing-masing.

Tanpa masuk ke asas teori fizik, proses ubah bentuk badan pepejal boleh dipanggil perubahan bentuknya di bawah pengaruh beban luaran. Mana-mana bahan pepejal mempunyai struktur kristal dengan susunan atom dan zarah tertentu apabila beban dikenakan, elemen individu atau keseluruhan lapisan disesarkan secara relatif antara satu sama lain, dengan kata lain, kecacatan bahan berlaku.

Jenis ubah bentuk pepejal

Ubah bentuk tegangan ialah sejenis ubah bentuk di mana beban dikenakan secara membujur dari badan, iaitu, secara sepaksi atau selari dengan titik lampiran badan. Cara paling mudah untuk mempertimbangkan regangan adalah pada tali tunda untuk kereta. Kabel mempunyai dua titik lampiran pada tunda dan objek yang ditarik; apabila pergerakan bermula, kabel diluruskan dan mula menarik objek yang ditarik. Apabila dalam ketegangan, kabel tertakluk kepada ubah bentuk tegangan; jika beban kurang daripada nilai maksimum yang boleh ditahan, maka selepas mengeluarkan beban, kabel akan memulihkan bentuknya.

Contoh skema regangan

Ubah bentuk tegangan adalah salah satu kajian makmal utama tentang sifat fizikal bahan. Semasa penggunaan tegasan tegangan, nilai di mana bahan itu mampu:

menyerap beban dengan pemulihan lanjut keadaan asal (ubah bentuk elastik)
menanggung beban tanpa memulihkan keadaan asal (ubah bentuk plastik)
pecah di titik pecah

Ujian ini adalah yang utama untuk semua kabel dan tali yang digunakan untuk anduh, mengamankan beban dan mendaki gunung. Ketegangan juga penting dalam pembinaan sistem penggantungan kompleks dengan elemen kerja bebas.

Ubah bentuk mampatan adalah sejenis ubah bentuk yang serupa dengan ketegangan, dengan satu perbezaan dalam kaedah mengenakan beban ia digunakan secara sepaksi, tetapi ke arah badan. Memerah objek dari kedua-dua belah membawa kepada pengurangan panjangnya dan pengukuhan serentak dengan penggunaan beban besar membentuk penebalan jenis "tong" dalam badan bahan.

Contoh litar mampatan

Sebagai contoh, kita boleh menggunakan peranti yang sama seperti dalam ubah bentuk tegangan sedikit di atas.

Ubah bentuk mampatan digunakan secara meluas dalam proses metalurgi untuk menempa logam semasa proses, logam mendapat peningkatan kekuatan dan mengimpal kecacatan struktur. Mampatan juga penting dalam pembinaan bangunan; semua elemen struktur asas, cerucuk dan dinding mengalami beban tekanan. Pengiraan yang betul bagi struktur menanggung beban bangunan membolehkan anda mengurangkan penggunaan bahan tanpa kehilangan kekuatan.

Ubah bentuk ricih ialah sejenis ubah bentuk di mana beban dikenakan selari dengan dasar badan. Semasa ubah bentuk ricih, satu satah badan disesarkan di angkasa berbanding dengan yang lain. Semua pengikat - bolt, skru, paku - diuji untuk beban ricih maksimum. Contoh paling mudah ubah bentuk ricih ialah kerusi reyot, di mana lantai boleh diambil sebagai tapak, dan tempat duduk sebagai satah penggunaan beban.

Contoh skim peralihan

Ubah bentuk lenturan ialah sejenis ubah bentuk di mana kelurusan paksi utama badan terganggu. Semua badan yang digantung pada satu atau lebih sokongan mengalami ubah bentuk lenturan. Setiap bahan mampu menahan tahap beban tertentu dalam kebanyakan kes mampu menahan bukan sahaja beratnya sendiri, tetapi juga beban yang diberikan. Bergantung pada kaedah menggunakan beban semasa lenturan, lenturan tulen dan serong dibezakan.

Contoh rajah lentur

Nilai ubah bentuk lenturan adalah penting untuk reka bentuk badan elastik, seperti jambatan dengan sokongan, bar gimnastik, bar mendatar, gandar kereta dan lain-lain.

Ubah bentuk kilasan ialah sejenis ubah bentuk di mana daya kilas dikenakan pada jasad, disebabkan oleh sepasang daya yang bertindak dalam satah berserenjang dengan paksi badan. Kilasan dihasilkan oleh aci mesin, gerimit pelantar penggerudian dan mata air.

Contoh rajah kilasan

Ubah bentuk plastik dan elastik

Semasa proses ubah bentuk, magnitud ikatan interatomik adalah penting; mengenakan beban yang mencukupi untuk memecahkannya membawa kepada akibat yang tidak dapat dipulihkan (tidak dapat dipulihkan atau ubah bentuk plastik). Jika beban tidak melebihi nilai yang dibenarkan, maka badan boleh kembali ke keadaan asalnya ( ubah bentuk elastik). Contoh paling mudah bagi tingkah laku objek yang tertakluk kepada ubah bentuk plastik dan kenyal boleh dilihat dalam bola getah dan sekeping plastisin jatuh dari ketinggian. Bola getah mempunyai keanjalan, jadi apabila ia jatuh ia akan memampatkan, dan selepas tenaga gerakan ditukar kepada tenaga haba dan potensi, ia akan mengambil bentuk asalnya semula. Plastisin mempunyai keplastikan yang hebat, jadi apabila ia mengenai permukaan, ia akan kehilangan bentuk asalnya secara tidak dapat dipulihkan.

Oleh kerana kehadiran kebolehubah bentuk, semua bahan yang diketahui mempunyai satu set sifat berguna - keplastikan, kerapuhan, keanjalan, kekuatan dan lain-lain. Kajian sifat-sifat ini adalah tugas yang agak penting, membolehkan seseorang memilih atau mengeluarkan bahan yang diperlukan. Di samping itu, kehadiran ubah bentuk dan pengesanannya selalunya diperlukan untuk tugas kejuruteraan instrumen untuk tujuan ini, penderia khas yang dipanggil extensometer atau tolok terikan digunakan.