弹性变形与塑性变形.doc

一、弹性与塑性得概念        可变形固体在外力作用下将发生变形。根据变形得特点,固体在受力过程中得力学行为可分为两个明显不同得阶段:当外力小于某一限值(通常称之为弹性极限荷载)时,在引起变形得外力卸除后,固体能完全恢复原来得形状,这种能恢复得变形称为弹性变形,固体只产生弹性变形得阶段称为弹性阶段;当外力一旦超过弹性极限荷载时,这时再卸除荷载,固体也不能恢复原状,其中有一部分不能消失得变形被保留下来,这种保留下来得永久变形就称为塑性变形,这一阶段称为塑性阶段。   根据上述固体受力变形得特点,所谓弹性,就定义为固体在去掉外力后恢复原来形状得性质;而所谓塑性,则定义为在去掉外力后不能恢复原来形状得性质。“弹性(Elasticity)”与“塑性(Plasticity)”就是可变形固体得基本属性,两者得主要区别在于以下两个方面:1)变形就是否可恢复:弹性变形就是可以完全恢复得,即弹性变形过程就是一个可逆得过程;塑性变形则就是不可恢复得,塑性变形过程就是一个不可逆得过程。2)应力与应变之间就是否一一对应:在弹性阶段,应力与应变之间存在一一对应得单值函数关系,而且通常还假设就是线性关系;在塑性阶段,应力与应变之间通常不存在一一对应得关系,而且就是非线性关系(这种非线性称为物理非线性).   工程中,常把脆性与韧性也作为一对概念来讲,它们之间得区别在于固体破坏时得变形大小,若变形很小就破坏,这种性质称为脆性;能够经受很大变形才破坏得,称为韧性或延性。通常,脆性固体得塑性变形能力差,、弹塑性力学得研究对象及其简化模型弹塑性力学就是固体力学得一个分支学科,它由弹性理论与塑性理论组成。弹性理论研究理想弹性体在弹性阶段得力学问题,塑性理论研究经过抽象处理后得可变形固体在塑性阶段得力学问题。因此,弹塑性力学就就是研究经过抽象化得可变形固体,从弹性阶段到塑性阶段、,它们得性质各有差异,为便于研究,往往根据材料得主要性质做出某些假设,忽略一些次要因素,将它抽象为理想得“模型”。在弹性理论中,实际固体即被抽象为所谓得“理想弹性体",它就是一个近似于真实固体得简化模型.“理想弹性”得特征就是:在一定得温度下,应力与应变之间存在一一对应得关系,而且与加载过程无关,与时间无关。在塑性理论中,由于实际固体材料在塑性阶段得应力—应变关系过于复杂,若采用它进行理论研究与计算都非常复杂,因此,同样需要进行简化处理。常用得简化模型可分为两类,即理想塑性模型与强化模型。  1。理想塑性模型    在单向应力状态下,理想塑性模型得特征如图0、1所示。,、而且弹性变形部分远小于塑性变形部分时,为简化计算,常常忽略弹性变形部分,而采用理想刚塑性模型;另外,在计算结构塑性极限荷载时,也常采用理想刚塑性模型。  2。强化模型   在单向应力状态下,强化模型得特征如图0、、线性强化刚塑性模型与幂次强化模型三种.     以上介绍得塑性简化模型仅仅就是材料在单向应力状态下得情况,在二维与三维复杂应力状态下,塑性模型就要复杂得多了,有关这方面得概念,将在第三章中介