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发表于 2006-12-16 22:56:00
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您的问题提得不明确,保持一定的弹性没问题,关键是需要多大弹性?2 q( l8 P- R3 \
+ L" e$ W! _- O) t. f3 t4 C( z4 M
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, q3 C5 Z9 m) B# w$ t1 A- T. n3 D0 Y! |2 ]* G4 w& w
1 弹性变形的本质; A- ~, |5 W7 a. O1 X. K2 X
弹性变形是指外力去除后能够完全恢复的那部分变形,可从原子间结合力的角度来了解它的物理本质。2 w3 G$ e# ]& H+ O \5 c
原子处于平衡位置时,其原子间距为r0,位能U处于最低位置,相互作用力为零,这是最稳定的状态。当原子受力后将偏离其平衡位置,原子间距增大时将产生引力;原子间距减小时将产生斥力。这样,外力去除后,原子都会恢复其原来的平衡位置,所产生的变形便完全消失,这就是弹性变形。
! t* h3 b8 v7 D0 Z9 E9 L! t, E2 弹性变形的特征和弹性模量" S3 x2 C9 w) e! }! g% @
弹性变形的主要特征是:
' G& s: K# P- l, k+ V7 _, v (1)理想的弹性变形是可逆变形,加载时变形,卸载时变形消失并恢复原状。; _/ r2 B/ t# w: C
(2)金属、陶瓷和部分高分子材料不论是加载或卸载时,只要在弹性变形范围内,其应力与应变之间都保持单值线性函数关系,即服从虎克(Hooke)定律:
" z( q) p- x; B) m+ `! J L 在正应力下,s = Ee,+ k* n7 }% L; [8 w7 r8 z
在切应力下,t =Gg,- h8 P8 \/ E+ z3 p
式中,s,t分别为正应力和切应力;e,g分别为正应变和切应变;E,G分别为弹性模量(杨氏模量)和切变模量。& _% w% x2 {+ U) _, N y0 ~
弹性模量与切变弹性模量之间的关系为:
+ T/ }& }/ \$ H. v0 w1 M0 ^% _
4 Y/ [: l, Z. D4 F3 W1 c1 a3 E* h6 |
式中,v为材料泊松比,表示侧向收缩能力。一般金属材料的泊松比在0.25~0.35之间,高分子材料则相对较大些。, x3 I, ]# H9 h0 b9 I% `* ^( R
弹性模量代表着使原子离开平衡位置的难易程度,是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量。金刚石一类的共价键晶体由于其原子间结合力很大,故其弹性模量很高;金属和离子晶体的则相对较低;而分子键的固体如塑料、橡胶等的键合力更弱,故其弹性模量更低,通常比金属材料的低几个数量级。
1 e3 ]. X" i7 q2 T4 C (3)弹性变形量随材料的不同而异。0 C0 _5 Z, K4 c/ ?; @- n- H
多数金属材料仅在低于比例极限sp的应力范围内符合虎克定律,弹性变形量一般不超过0.5%;而橡胶类高分子材料的高弹形变量则可高达1000%,但这种变形是非线性的。
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, W/ W/ G* A$ r9 k! b# g[ 本帖最后由 mysuncool0315 于 2006-12-16 22:59 编辑 ] |
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