1 第二章 无机材料的受力变形 名义应力 应力:单位面积所受的力
σ=F/S 真实应力 应变:用来描述物体内部各质点之间的相对位移
弹性形变: 各向同性广义胡克定律: 体积模量 弹性系数 ks :大小反映了原子间的作用力曲线在 r = r0 处斜率的大小
弹性刚度系数 大小实质上反映了原子间势能曲线极小值尖峭度的大小
弹性系数 ks 测定式 架状结构石英和石英玻璃的架状结构是三维空间网络,几乎各向同性; 晶体结构 双链结构、环状结构(岛状结构)、层状结构为各向异性,因材料方向不 同而差别很大
温度:弹性常数随温度升高而降低
并联模型:Eu=V2E2+(1-V2)E1(上限) 复相的弹性模量 串联模型:1/EL=V2/E2+(1-V2)/E1(下限) 应变松弛(或蠕变或徐变):固体材料在恒定荷载下,变形随时间延续而缓慢增加 的不平衡过程,或材料受力后内部原子由不平衡到平衡的过程
当外力除去 后,徐变变形不能立即消失
应力松弛(或应力弛豫):在持续外力作用下,发生变形着的物体,在总的变形值保持不变的情况下,由于徐变变形渐增,弹性变形相应的减小,由此使物体的内部应力随时间延续而逐渐减少
或一个体系因外界原因引起的不平衡状态逐应力和应变 正应变 剪切应变 弹性形变机理 弹性模量影响因素 因为大部分固体随温度升高而发生热膨胀现象,原子间结合力减弱 因此温度对弹性刚度系数的影响,通常用弹性刚度系数的温度系数 TC 表示
应用:温度补偿材料,即一种异常的弹性性质材料(Tc 是正的),补偿一般材料的负Tc值
例如:低温石英有一个方向 Tc 是正值,低温石英在 570oC 通过四面体旋转,进行位移式相转变,变成充分膨胀的敞旷高温型石英结构
原因:对高温石英和低温石英施加拉伸应力,前者由于Si-O-Si 键是直的,仅发生拉伸,后者除拉伸外,还有键角改变,即发生转动运动