Сдвиг (физика)

Секция прямоугольной рамы деформировалась в параллелограмм (деформация сдвига), но треугольные фермы крыши выдержали напряжение сдвига и остались недеформированными.

В механике сплошной среды сдвигом называется возникновение деформации сдвига , которая представляет собой деформацию материального вещества, при которой параллельные внутренние поверхности скользят мимо друг друга. Это вызвано сдвиговым напряжением в материале. Деформацию сдвига отличают от объемной деформации . Изменение объема материала в ответ на напряжение и изменение угла называется углом сдвига.

Обзор

Часто глагол « сдвиг» относится более конкретно к механическому процессу, который вызывает пластическую деформацию сдвига в материале, а не просто упругую . Пластическая деформация сдвига — это непрерывная (без разрушения) необратимая деформация, при которой материал не восстанавливает свою первоначальную форму. Это происходит, когда материал поддается. Процесс сдвига материала может вызывать наряду с деформацией сдвига объемную деформацию. В механике грунтов объемная деформация, связанная с сдвигом, известна как расширение Рейнольдса , если оно увеличивает объем, или уплотнение, если оно уменьшает объем.

Центр сдвига (также известный как ось кручения ) — это воображаемая точка сечения, к которой можно приложить силу сдвига, не вызывая скручивания. В общем, центр сдвига не является центроидом. Для площадей поперечного сечения, имеющих одну ось симметрии, центр сдвига располагается на оси симметрии. Для тех, кто имеет две оси симметрии, центр сдвига лежит в центроиде поперечного сечения.

В некоторых материалах, таких как металлы , пластмассы или зернистые материалы , такие как песок или почва , сдвиговое движение быстро локализуется в узкой полосе, известной как полоса сдвига . В этом случае все скольжение происходит внутри ленты, в то время как блоки материала по обе стороны ленты просто скользят мимо друг друга без внутренней деформации. Особый случай локализации сдвига имеет место в хрупких материалах, когда они разрушаются по узкой полосе. Тогда весь последующий сдвиг происходит внутри трещины. Примером этого является тектоника плит , при которой плиты земной коры скользят по зонам разломов.

Сдвиг в механике грунтов измеряется с помощью испытания на трехосный сдвиг или испытания на прямой сдвиг .

См. также

• Прочность на сдвиг

Дальнейшее чтение

• Терзаги, К. , 1943, Теоретическая механика грунтов, John Wiley and Sons, Нью-Йорк, 123.
• Попов Э., 1968, Введение в механику твердого тела, Prentice-Hall, Inc., Нью-Джерси.