Plasticita

Plasticita označuje schopnost pevných látek pod mechanickém napětí trvale měnit svůj tvar bez vzniku trhlin. Po odejmutí napětí, které deformaci způsobilo, zůstává dokonale plastická látka ve svém zdeformovaném tvaru. Skutečné materiály vykazují obvykle více druhů deformace najednou. Plasticita je u materiálů relativně běžná, ale může vznikat ze značně rozmanitých mechanismů, jako je vznik krystalických poruch nebo silné vnitřní tření u nenewtonovckých tekutin. Schopnost materiálu chovat se plasticky pod mezí pevnosti se nazývá tažnost.

Při zvyšující se hodnotě napětí reaguje pevná látka nejprve elasticky a při překročení meze tečení se začne deformovat plasticky (nevratně). Dokonalá plasticita se vyznačuje tím, že pod jistou hodnotou napětí dochází pouze k vratné elastické deformaci a nad touto hodnotou dochází k čistě nevratné plastické deformaci. Pokud k trvalé deformaci materiálu dochází u libovolně malých hodnot napětí bez nějaké dolní meze, pak se nejedná o plastickou pevnou látku, ale o viskózní kapalinu.

U skutečných neidealizovaných materiálů dochází k nevratným změnám i při zdánlivě elastické deformaci, které způsobují únavu materiálu. Naopak i při převážně plastické deformaci dochází v omezené míře k elastickému chování, které způsobuje, že po odejmutí napětí se materiál částečně vrací do původního tvaru.

Vlastnosti takových materiálů, které se kombinují plastickou deformaci s dalšími typy, se nazývají elasto-plasticita, visko-plasticita a v nejobecnějším případě visko-elasto-plasticita.

Matematický popis

Jedním z nejjednodušších modelů, které se používají pro modelování plasticity (hlavně za použití metody konečných prvků) formulovat Richard von Mises.^{[pozn. 1]} Předpokládá se například, že deformovaná látka je nestlačitelná (deformace je izochorická), což pro deformační gradient ${\boldsymbol {F}}$ znamená

J=\det {\boldsymbol {F}}=1

.^[1]

Příklady materiálů

Plastické deformace se objevují u kovů nad jejich mezí tečení nebo mírně pod jejich teplotou tání. Neroztavené kovy se ale nechovají jako newtonovské kapaliny a jejich popis pomocí teorie tekutin tak není možný. U velkého množství materiálů se vyskytují spíše smíšené typy deformací. Nenewtonovské tekutiny, u kterých se viskozita snižuje s roztoucím napětím, se nazývají pseudoplastické. Pokud materiál vykazuje lineární závislost rychlosti deformace na napětí nad mezí tečení, pak se nazývá Binghamova plastická tekutina.^[2]

Téměř čistě plastické materiály

mokrý jíl
těsto
Binghamovy plastické tekutiny:
- majonéza
- zubní pasta

Odkazy

Poznámky

↑ tento model se používá hlavně pro modelování kovů

Reference

↑ BONET, Javier; WOOD, Richard D. NONLINEAR CONTINUUM MECHANICS FOR FINITE ELEMENT ANALYSIS. 1. vyd. New York, USA: Cambrigde university press, 1997. 248 s. ISBN 0-521-57272-X. S. 238. (anglicky)
↑ MASEY, Bernhard. Mechanics of Fluids. 8. vyd. [s.l.]: Taylor & Francis, 2006. 696 s. ISBN 0-415-36205-9. S. 27. (anglicky)

Literatura

BONET, Javier; WOOD, Richard D. NONLINEAR CONTINUUM MECHANICS FOR FINITE ELEMENT ANALYSIS. 1. vyd. New York, USA: Cambrigde university press, 1997. 248 s. ISBN 0-521-57272-X. S. 238. (anglicky)

Související články

elasticita

[1] tento model se používá hlavně pro modelování kovů

[2] BONET, Javier; WOOD, Richard D. NONLINEAR CONTINUUM MECHANICS FOR FINITE ELEMENT ANALYSIS. 1. vyd. New York, USA: Cambrigde university press, 1997. 248 s. ISBN 0-521-57272-X. S. 238. (anglicky)

[3] MASEY, Bernhard. Mechanics of Fluids. 8. vyd. [s.l.]: Taylor & Francis, 2006. 696 s. ISBN 0-415-36205-9. S. 27. (anglicky)

[pozn. 1]

[1]

[2]