אנרגיה פוטנציאלית של עיוותים אלסטיים היא גודל פיזיקלי, השווה למחצית מכפלת ריבוע העיוות של הגוף וקשיחותו. הבה נשקול כמה סוגיות תיאורטיות הקשורות לערך זה.
תכונות
אנרגיה פוטנציאלית של דפורמציות אלסטיות תלויה במיקום של חלקי הגוף המנותח. למשל, נמצא קשר בין מספר סלילי הקפיצים לאנרגיה של גוף אלסטי.
האנרגיה הפוטנציאלית של עיוותים אלסטיים נקבעת לפי המיקום הראשוני והסופי של הקפיץ, כלומר העיוות שלו. ראשית, מחושבת העבודה שעשה הקפיץ המתוח ברגע החזרה לצורתו המקורית. לאחר מכן, מחושבת האנרגיה הפוטנציאלית של עיוות אלסטי של הקפיץ.
חישובים
זה שווה לעבודה שנעשה על ידי הכוח האלסטי במהלך המעבר של הגוף האלסטי למצב שבו כמות העיוות היא אפס.
כאשר קפיצים שונים נמתחים באותו כוח, יינתנו להם כמויות שונות של אנרגיה פוטנציאלית. פרופורציונלי הפוךהקשר בין קשיחות הקפיץ לגודל האנרגיה הפוטנציאלית. ככל שהקפיץ נוקשה יותר, הערך יהיה נמוך יותר Er.
לכן, האנרגיה הפוטנציאלית במהלך דפורמציה אלסטית של גופים קשורה למקדם האלסטיות. עבודת הכוח האלסטי היא הערך שמתבצע על ידי הכוח במהלך השינוי בכמות העיוות של הקפיץ מהערך ההתחלתי (ההתחלתי) X1 למיקום הסופי X2.
ההבדל בין הערכים האלה נקרא דפורמציה של הקפיץ. האנרגיה הפוטנציאלית של עיוותים אלסטיים נקבעת במדויק תוך התחשבות באינדיקטור זה.
מקדם קשיחות הקפיץ תלוי באיכות החומר ממנו עשוי נוזל העבודה. בנוסף, הוא מושפע מהממדים הגיאומטריים והצורה של האובייקט המנותח. כמות פיזיקלית זו מסומנת באות k, יחידות המידה הן N/m.
נחשפה התלות של הכוח האלסטי במרחק בין החלקים המקיימים אינטראקציה של הגוף האלסטי הנחשב.
עבודת הכוח האלסטי אינה קשורה לצורת המסלול. במקרה של תנועה בלולאה סגורה, הערך הכולל שלה הוא אפס. לכן הכוחות האלסטיים נחשבים פוטנציאליים, והם מחושבים תוך התחשבות במקדם הקשיחות של הקפיץ, גודל העיוות של הקפיץ.
מסקנה
ללא קשר למראה, כל מבנה מודרני מתעוות במידה מסוימת, כלומר משנה את מידותיו המקוריות, בפעולת עומסים חיצוניים המופעלים על הגוף.על מנת לבדוק את היציבות והקשיחות של מבנה כזה, חשוב לקבוע את התנועות הנגרמות על ידי עיוות של אלמנטים בודדים שלו. נקודה חשובה היא קביעת התזוזות של המערכת הנבחנת. חישובים דומים מתבצעים בעת חישוב החוזק של מבנים ומבנים. ביצוע חישובים שונים הקשורים לקביעת עבודת הכוחות הפוטנציאליים הוא שלב חובה בעת יצירת שרטוטים של מבנים עתידיים בכל תחומי התעשייה.
