胡克弹性定律的简单介绍( 二 )


在线弹性阶段,广义虎克定律成立,即应力σ1σp(σp为比例极限)成立时 。在弹性范围内不一定成立,σpσ1σe(σe为弹性极限),虽然广义虎克定律在弹性范围内不成立 。
虎克定律可以准确描述普通弹簧在变形不太大时的力学行为 。
应用胡克定律的一个常见例子是弹簧 。在弹性极限内,弹簧的弹力f与弹簧的长度变化x成线性关系 。即:f = 。kx
其中k为弹簧的刚度系数(或矫顽力系数),由弹簧材料的性质和几何形状决定,负号表示弹簧产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反 。这个弹力叫做回复力,意思是趋向于恢复系统的平衡,满足上述公式的弹簧叫做线性弹簧 。
百度百科-胡克定律
关于胡克弹性定律
胡克定律
胡克的
法律
材料力学和弹性力学的基本定律之一 。它在1678年以R. Hook的名字命名 。虎克定律的内容是:在材料的线弹性范围内,固体的单轴拉伸变形与外力成正比;也可以表述为:在应力低于比例极限的情况下,固体中的应力σ与应变ε成正比,即σ = ε ε ε,其中e为常数,称为弹性模量或杨氏模量 。将胡克定律推广到三维应力应变状态,可以得到广义胡克定律 。胡克定律为弹性力学的发展奠定了基础 。对于各向同性材料,广义胡克定律有两种常用的数学形式:
σ11=λ(ε11+ε22+ε33)+2Gε11,σ23=2Gε23,
σ22=λ(ε11+ε22+ε33)+2Gε22,σ31=2Gε31,(1)

胡克弹性定律的简单介绍

文章插图
σ 33 = λ (ε 11+ε 22+ε 33)+2g ε 33,σ 12 = 2g ε 12,并且
其中,σij是应力分量;εij为应变分量(I,j = 1,2,3);λ和g是拉梅常数,g也叫剪切模量 。
数量;e是弹性模量(或杨氏模量);v是泊松比 。λ、g、e和v具有以下关系:
公式(1)适用于已知应变求应力的问题,公式(2)适用于已知应变求应变的问题 。
根据没有初始应力的假设,(F
1)0应该为零 。对于均匀材料,材料属性与坐标无关,因此函数
f
一个
应变的一阶偏导数是常数 。因此,应力和应变之间的一般关系可以简化如下
上述关系式是复杂应力条件下虎克定律的推广,所以也叫广义虎克定律 。
系数Cmn(m,n = 1,2,...,6)在广义虎克定律中称为弹性常数,总共有36个 。
如果物体是由非均质材料制成的,物体中的每一点受力后都会产生不同的弹性效应,所以一般来说,Cmn
它是坐标x,y和z的函数 。
但是,如果物体是由均匀材料制成的,那么物体内部所有点如果受到相同的应力,就会产生相同的应变;相反,如果一个物体中的所有点都具有相同的应变,它们将承受相同的应力 。
这个条件反映在广义虎克定理中,就是Cmn 。
是弹性常数 。
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