材料力学性能第一章2a.ppt

什么是弹性?材料受载后产生一定的变形,卸载后这部分变形消失,材料恢复到原来的状态的性质称为材料的弹性。根据材料在弹性变形过程中应力和应变的响应特点,弹性可分为:第三节非理想弹性与内耗理想弹性(完全弹性)—应力和应变服从胡克定律,满足:1应力对于应变的响应是线性的;2应力和应变同相位;3应变是应力的单值函数。第三节非理想弹性与内耗非理想弹性(弹性不完整性)应力-应变非线性响应、不同位相、应变非应力的单值函数。包括滞弹性;粘弹性;伪弹性;包申格效应等几种类型。实际上绝大部分固体材料都表现出非理想弹性性质,工程中的材料按理想弹性处理只是一种近似处理。第三节非理想弹性与内耗一、滞弹性(弹性后效)材料在快速加载或卸载后,随时间的延长而产生附加弹性应变的性能。其应力-应变曲线与时间的关系如图所示。滞弹性示意图第三节非理想弹性与内耗一、滞弹性(弹性后效)特点:在弹性应力范围内,与所加应力对应一个初始应变,在保持应力时,产生附加应变。应力加载条件:瞬间加载或卸载主要影响因素:材料成分、组织的均匀性、温度、应力状态。第三节非理想弹性与内耗滞弹性有利之处:消振性,例如:铸铁作为机床支座;1Cr13钢做汽轮机叶片。不利之处:精密仪表中的弹簧,油压表,气压表中的测力弹簧要求灵敏地反应指针数的变化,不允许有滞弹性。第三节非理想弹性与内耗二、粘弹性定义:粘弹性是指材料在外力作用下,弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为。(针对高分子材料)特征:应变对应力的效应不是瞬时完成的,有一个弛豫过程,但卸载后,应变恢复到初始值。第三节非理想弹性与内耗应力与应变的关系与时间有关,可分为:恒应变下的应力松弛加载一恒定弹性范围的应变后,有一初始应力值,但应变保持不变,应力缓慢下降到某一恒定值,如图a。应力与时间的关系应力松弛第三节非理想弹性与内耗恒应力下的蠕变加载一恒定弹性范围的应力后,有一初始应变值,但应力保持不变,应变缓慢增加到某一恒定值,如图b。应变与时间的关系蠕变变形第三节非理想弹性与内耗第三节非理想弹性与内耗0t1212滞弹性粘弹性