弹性变形


弹性变形

文章插图
弹性变形弹性变形是材料在外力作用下产生变形 , 当外力去除后变形完全消失的现象 。弹性变形分为线弹性、非线弹性和滞弹性三种 。线弹性变形服从虎克定律 , 且应变随应力瞬时单值变化 。非线弹性变形不服从虎克定律 , 但仍具有瞬时单值性 。滞弹性变形也符合虎克定律 , 但并不发生在载入瞬时 , 而要经过一 段时间后才能达到虎克定律所对应的稳定值 。
【弹性变形】除外力能产生弹性变形外 , 晶体内部畸变也能在小範围内产生弹性变形 , 如空位、间隙原子、位错、晶界等晶体缺陷周围 , 由于原子排列不规 则而存在弹性变形 。夹杂物和第二相周围也可能存在弹性变形 。
基本介绍中文名:弹性变形
外文名:elastic deformation
条件:材料在外力作用下产生变形
定律:胡克定律
分类:线弹性、非线弹性和滞弹性
学科:材料力学
基本概述物体受外力作用时 , 就会产生变形 , 如果将外力去除后 , 物体能够完全恢复它原来的形状和尺寸 , 这种变形称为弹性变形 。虎克定律金属中的弹性变形是以改变原子间的距离来实现的 。外力与弹性变形之间的关係是用虎克定律来描述的 。虎克定律可叙述为:物体受外力作用而产生变形时 , 在弹性限度以内 , 变形与外力的大小成正比 。在单向拉伸的简单条件下 , 真实正应力σi与真应变ε的这个关係可写为:σi=Cε (1)比例常数C称为弹性模量 , 它反映了金属材料抵抗弹性形变的能力 。相似的关係 , 在单向切变的简单条 件下也成立 , 即τ=C′γ (2)式中τ——切应力;γ——切应变; C′——切变弹性模量 。当採用工程应力与应变时 , 类似公式(1)和(2) 的关係仍然成立 , 但比例常数稍有变化 , 习惯上分别用E和G来表示 , E也称为杨氏模量 , E和G的关係为:G=E[2(1+ν)] (3)其中ν称为波松比 , 表示纵向形变 与横向形变间之比值关係 。一般来说 , 弹性形变都比较小 , 特别是对刚性较大的金属材料来说 , 更是如此 。在这种情况下 , 工程应力及应变与真实应力及应变的区别很小 , E、G 分别与C、C′就等同起来 。三向应变与体积压缩係数在三向拉伸或三向压缩的条件 下 , 物体除了形状变化外 , 还要发生体积的变化 。例如对各向同性体来说 , 若受到三向压应力P , 则任一主 方向上的应变e为:
弹性变形

文章插图
而体积的相对变化△V/V为△V/V =3e=3P(2v—1)/E , 这样便得到 了压力P与体积应变的关係为:
弹性变形

文章插图
其中E/3(1—2v)称体弹性模量 , 可用K来表示 , K的倒数β=1/K , 称体积压缩係数 。