材料物理性能部分知识点(一)
名义应力:真实应力:
正应力——伸长或缩短的量——正应变,用σ表示;
剪切应力——畸变或转动的量——剪切应变,用τ表示。
名义应变:真实应变:
正应变:xx,yy,zz;
剪切应变:xy,yz,zx。
材料受力形变的三个阶段:
弹性形变:当外力去除后,能恢复到原来形状和尺寸的形变。
塑性形变:外力去除后,形状或尺寸不能恢复的形变。
断裂。
根据受力形变特征,材料可分为:
脆性材料(非金属材料):只有弹性形变,无塑性,形变或塑性形变很小。
延性材料(金属材料):有弹性形变和塑性形变。
弹性材料(橡胶):弹性变形很大,没有残余形变(无塑性形变)。
结论:
弹性形变的物理本质:原子间结合力抵抗外力的宏观表现。
弹性系数ks和弹性模量E是反映原子间结合强度的标志。
影响弹性模量的因素即影响原子间结合力的因素。
(1)键合方式:共价键和离子键结合力强,弹性模量E较大;金属键和分子键结合力弱,E较低。(2)晶体结构因材料的方向不同差别很大,排列越致密的方向结合越紧密,E越大。(3)温度大部分固体,受热后渐渐开始膨胀、变软,原子间结合力减弱,弹性常数降低。(4)复相的弹性模量在二相系统中,总模量介于高模量成分和低模量成分间,类似于二相系统的热膨胀系数,通过假定材料有许多层组成,这些层平行或垂直于作用单轴应力,找出最宽的可能界限。
一些非晶体有时甚至多晶体在比较小的应力作用下可同时表现出弹性和粘性,称为粘弹性。理想弹性体受应力作用立即产生应变,与时间无关。一旦应力撤除,应变也随之立即消除。实际固体材料的应变产生与消除需要有限时间,这种与时间有关的弹性称为滞弹性。
应变蠕变固体材料在恒定荷载下,变形随时间延续而缓慢增加的不平衡过程,或材料受力后内部原子由不平衡到平衡的过程,也叫徐变。当外力除去后,徐变变形不能立即消失。应力弛豫在持续外力作用下,发生变形着的物体,在总的变形值保持不变的情况下,由于徐变变形渐增,弹性变形相应的减小,由此使物体的内部应力随时间延续而逐渐减少的现象。
一个自由振动的固体,即使与外界完全隔离(如处于真空环境),它的机械能也会转化成热能,从而使振动逐渐停止;如果是强迫振动,则外界必须不断提供能量,才....
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