第五章材料的力學(xué)-文庫吧資料
2024-10-13 15:37本頁面
【正文】 ?若應(yīng)力表達式為 則應(yīng)變?yōu)? ?為 ?應(yīng)變滯后于應(yīng)力的相位差， ?越大則應(yīng)變 落后于應(yīng)力 ts in)t( 0 ??? ?)t(s in)t( 0 ???? ??力損耗 ?力損耗 W：當(dāng)應(yīng)變滯后于應(yīng)力時每一循環(huán)周期損失的能量。 材料蠕變與回復(fù)曲線 材料的應(yīng)力松弛 ?應(yīng)力松弛是指在恒定的應(yīng)變時，材料的內(nèi)部的應(yīng)力隨時間增長而減小的現(xiàn)象。 材料的蠕變 ?高分子材料的總應(yīng)變包括三部分： ??1為普彈應(yīng)變（對應(yīng)分子內(nèi)部鏈長和鍵角在受力時的瞬時形變）， ?2為高彈應(yīng)變（對應(yīng)分子鏈段在受力時的逐漸伸展的形變）， ?3為粘性應(yīng)變（對應(yīng)沒有化學(xué)交聯(lián)的線性分子鏈受力時的相對滑移形）。 擴散蠕變理論 ?認為材料在高溫下的蠕變現(xiàn)象與晶體中的擴散現(xiàn)象類似，蠕變過程是在應(yīng)力作用下空位沿應(yīng)力作用方向（或晶粒沿相反方向）擴散的一種形式 晶界蠕變理論 ?認為多晶界材料由于存在大量的晶界，當(dāng)晶界位相差大時，可把晶界看成非晶體，在溫度較高時，晶界粘度迅速下降，應(yīng)力使得晶界發(fā)生粘性流動而導(dǎo)致蠕變。 位錯蠕變理論 ?認為在低溫時受到阻礙而難以發(fā)生運動的位錯，在高溫時由于熱運動增大了原子的能量，使得位錯能克服阻礙發(fā)生運動而導(dǎo)致材料的蠕變。 ?影響蠕變的因素有：溫度、應(yīng)力、組分、晶體鍵型、氣孔、晶粒大小和玻璃相等。 實際晶體材料的滑移 ?由于使位錯運動所需的剪切應(yīng)力比使晶體兩部分 整體相互滑移所需的應(yīng)力小得多 ?因此實際晶體材料的滑移是位錯缺陷在滑移面上 沿滑移方向運動的結(jié)果， ?溫度高時，位錯運動的速度快，使得諸如氧化鋁 等在室溫下不易滑移的脆性材料，在一千度以上的 高溫時也能產(chǎn)生一定程度的塑性形變而呈現(xiàn)一定 程度的韌性。 孿晶 ?孿晶是晶體材料中原子格點排列一部分 與另部分呈鏡像對稱的現(xiàn)象。 ?滑移一般發(fā)生在原子密度大的晶面和晶 面指數(shù)小的晶向上。 ?滑移和孿晶：晶體塑性形變兩種基本形式 滑移 ?滑移是指在剪切應(yīng)力作用下晶體一部分 相對于另部分發(fā)生平移滑動。 絕對速率理論的粘性流動模型 ?認為液體流動是一種速率過程，某一液體層相 對于鄰層液體流動時，液體分子從一種平衡態(tài) 越過勢壘到達另一種平衡狀態(tài)。理想粘性形變行為遵循牛頓粘性定律，即剪切應(yīng)力與應(yīng)變率或流動速度梯度成成正比 ? ? ?稱為粘性系數(shù)（單位： Pa ?根據(jù)剪切應(yīng)力互等的原理可知： ?xy=?yx， 故某點的應(yīng)力狀態(tài)由 6個應(yīng)力分量來決定 ?應(yīng)變（ Strain）： 材料受力時內(nèi)部各質(zhì)點之間的相對位移 ?對于各向同性的材料，有三種基本應(yīng)變 類型： 拉伸應(yīng)變 ?， 剪切應(yīng)變 ?和壓縮應(yīng)變△ 拉伸應(yīng)變 ?拉伸應(yīng)變是指材料受到垂直于截面積的 大小相等、方向相反并作用在同一條 直線上的兩個拉伸應(yīng)力時材料 發(fā)生的形變 ? 一根長度為 L0的材料，在拉 應(yīng)力的作用下被拉長到 l1, 則在小伸長時，其拉伸應(yīng)變?yōu)? 0001lllll ?????真實應(yīng)變 ?T ?橡膠類彈性體大伸長的拉伸應(yīng) 變?yōu)椋? [(l/l0)(l0/l)2]3 01nllT lllldl10?? ??剪切應(yīng)變 ?剪切應(yīng)變 是指材料受到平行于截面積的大小相等、 方向相反的兩個剪切力時發(fā)生的形變： ? ?=tan? ? 在小剪切力應(yīng)變時 ?≈0 壓縮應(yīng)變 ?壓縮應(yīng)變是指材料周圍受到均勻應(yīng)力 P時， 其體積從開始時的 V0變化為 V1=V0V的 形變 : 0010VVVVV ?????應(yīng)變張量 ? ?xx ?xy ?xz ??ij = ?yx ?yy ?yx ? ?zx ?zy ?zz 其中 ?xy=?yx，應(yīng)變也由 6個獨立分量決定 ?對于理想的彈性材料，在應(yīng)力的作用下 會發(fā)生彈性形變（ Elastic Deformation） , ?其應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系服從 Hook定律 ： ?三種應(yīng)變類型的彈性模量 楊氏模量 E、剪切模量 G、體積模量 B Hook定律 ??=E? ?比例系數(shù) E成為彈性模量（ Elastic Modulus） , 又稱彈性剛度 ?三種應(yīng)變類型的彈性模量 ? 楊氏模量 E；剪切模量 G； 體積模量 B。西安科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系 第五章 主要內(nèi)容 ?第一節(jié) 材料的形變 ?第二節(jié) 材料的塑性、蠕變與粘彈性 ?第三節(jié) 材料的斷裂與機械強度 ?第四節(jié) 材料的量子力學(xué)基礎(chǔ) ?專題 材料的力學(xué)與顯微結(jié)構(gòu) ?形變（ Deformation） ?材料在外力的作用下發(fā)生形狀與尺寸的變化 ?力學(xué)性能或機械性能（ Mechanical Property） ?材料承受外力作用、抵抗形變的能力及其破壞規(guī)律 不同材料的應(yīng)力 — 應(yīng)變關(guān)系示
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