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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?; i) r( y: z1 s; Z+ ~& B
) P0 H& H7 ^* ?7 F
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8 Z5 j$ c' J/ d1 弹性变形的本质9 l2 o& Z% }! S
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。
& _ O0 [% c3 `8 q( z# s" }/ f ~ 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。
2 Z) k& z! X# L! d4 U: U2 弹性变形的特征和弹性模量
5 y* |! k. p9 X$ c8 i3 w6 { X! W1 Z 弹性变形的主要特征是:
) S2 Z _& Y6 _1 {4 I5 ]( C6 } m (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。
, o: F2 |4 `0 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:7 e+ A. z2 O' V! z( O+ h* s9 v
在正应力下,s = Ee,
- B0 p% j. m' a) m, r 在切应力下,t =Gg,
z- L- a" ^: \6 m, ~5 s 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。
4 i* U$ g2 @9 L3 X6 k- s 弹性模量与切变弹性模量之间的关系为:+ _2 J( l! x+ v$ a5 H* {( g
) R6 C) v4 ?) j+ { c5 i% T
9 L8 Y6 C, o5 v3 N+ T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。
~0 u! W2 _5 A, j4 F5 J 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。5 d8 s6 [* b8 o; f" s8 R
(3)弹性变形量随材料的不同而异。
+ P& ?7 d0 Z& W' T. w: A" I 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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[ 本帖最后由 mysuncool0315 于 2006-12-16 22:59 编辑 ] |
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