Упругость

Упру́гость, свойство макроскопических твёрдых тел восстанавливать форму и размеры после снятия внешних воздействий (механических, тепловых, магнитных и др.), приводящих к их деформации. В жидкостях и газах под упругостью понимают восстановление объёма определённого количества жидкости или газа после снятия внешних воздействий.

Упругость металлов проявляется в том, что их кристаллическая решётка при деформации изменяет форму и размеры, а при снятии воздействий возвращается в прежнее состояние. В резинах и полимерах оно является следствием обратимого деформирования полимерных цепочек. Внешние воздействия, приводящие к упругим деформациям, не должны изменять порядок расположения частиц вещества или приводить к повреждению полимерных цепочек (иначе после снятия воздействий форма и размеры тела изменятся), поэтому они ограничены величиной, называемой пределом упругости ${\displaystyle \sigma _{e}}$.

Величинами, при помощи которых это свойство может быть оценено количественно, являются деформации и напряжения материала. Соответствующими характеристиками материала служат модули упругости (упругие постоянные): модуль Юнга ${\displaystyle E}$ (модуль продольной упругости), коэффициент Пуассона ${\displaystyle \nu }$ (коэффициент поперечной деформации) и др. Величины ${\displaystyle E,\nu }$ и ${\displaystyle \sigma _{e}}$ (максимальное механическое напряжение, при котором свойство упругости ещё сохраняется) дают полное представление об упругих характеристиках однородного изотропного материала. Эти характеристики, например, для стали марки Ст3 равны:

${\displaystyle E=2,1\cdot 10^{5}{\text{МПа}},\nu =0,3,\sigma _{e}=205-210{\text{МПа}}}$.

Явление упругости используется с глубокой древности (при создании арбалетов и луков, метательных орудий, рессор и др.). Широкое применение явлений упругости в практической жизни положило начало созданию математической теории упругости (Г. Галилей, 1638). Важными этапами её развития являются открытие закона Гука (Р. Гук, 1660) и формулировка общих уравнений теории упругости (А. Навье, 1821). Существенное развитие и уточнение теории дано в работах О. Л. Коши (1822–1828) и др.