Kas ir deformācijas enerģija?

Deformācijas enerģija ir potenciālās enerģijas veids, kas rodas, deformējot cietu vielu. Cietam priekšmetam deformējoties, tiek uzkrāta priekšmeta deformēšanai izmantotā enerģija. Šī enerģija tiek atbrīvota, kad deformētais priekšmets atgriežas sākotnējā formā. Šo uzkrāto enerģiju sauc par deformācijas enerģiju, lai aprakstītu enerģijas ietekmi uz cieto vielu. Šī enerģija ir daļa no lielākas enerģijas klases, ko sauc par potenciālo enerģiju; šī grupa sastāv no uzkrātās enerģijas, kas gaida, lai sāktu izmantot.

Kad priekšmets ir sasprindzināts, tas ir spiests darīt kaut ko tādu, kas tam nav jādara. Izmantojot deformācijas enerģiju, spriedze rodas, piespiežot priekšmetu saglabāt formu vai stāvokli, kas atšķiras no tā, kādu tas vēlas iegūt. Tas var būt tikpat vienkārši kā koka zara saliekšana vai tikpat sarežģīta kā deformācija, kas rodas nosēšanās kaujas lidmašīnas sistēmās.

Spriedzes enerģija objektā parasti ir vienāda ar enerģijas daudzumu, kas tiek pielietots objektam, kas radīja deformāciju. Tas būtībā nozīmē, ka ciets objekts absorbēs un uzglabās tam pielietotās enerģijas. Kad enerģija tiek atbrīvota, tā parasti ir vienāda ar tajā esošo daudzumu. Rezultātā objektam var tikt pielietota enerģija, pēc tam noturēt to, līdz tas ir nepieciešams, un visbeidzot atlaist kopējo enerģijas daudzumu atpakaļ sistēmā bez zaudējumiem.

Vienīgais laiks, kad rodas zudumi, ir tad, kad deformācijas enerģija tuvojas vai šķērso cietās vielas plastiskās deformācijas punktu. Šajā brīdī cietā viela pastāvīgi mainīsies citā formā. Vienumā uzkrātā enerģija tiek izmantota, lai katalizētu izmaiņas. Šī deformācija lēnām izplūdīs no deformācijas enerģijas, līdz tā visa būs pārvērtusies vai pārtapusi siltumā. Ja objekts tiek atbrīvots pirms deformācijas pabeigšanas, parasti izdalīsies mazāks enerģijas daudzums.

Labākais vienkāršais spriedzes enerģijas piemērs ir vienkārša atspere. Kad cilvēks nospiež atsperi uz leju, viņš iedarbojas uz cieto atsperi. Šī enerģija nonāk no cilvēka uz objektu. Kamēr atspere ir nospiesta, visa šī enerģija atrodas objektā. Kad atspere tiek atbrīvota, enerģija pārvēršas no potenciālās deformācijas enerģijas uz kinētisko enerģiju. Ja atsperi turētu nospiestu tik ilgi, ka tās forma mainītos, daļa vai visa enerģija tiktu zaudēta deformācijas dēļ.