第四章 弹性与内耗VIP专享VIP免费

1第四章弹性与内耗弹性：在外力去除后，物体恢复到形变前的形状和尺寸的能力；表征弹性的参数：弹性模量（E）取决于原子间结合力的大小，为组织不敏感参量；内耗：材料内在的能量损耗；是滞弹性行为的反应，结构敏感参量，常用于研究金属内部的结构，溶质原子的浓度，特别是位错与溶质原子的交互作用。24.1金属的弹性模量一、弹性模量弹性范围内虎克定律（Hook）：σ=Eε广义虎克定律：σ由正应力σ11、σ22、σ33、切应力σ12、σ13、σ23组成；ε由正应变ε11、ε22、ε33、切应变ε12ε13ε23组成3123123332211666564636261565554535251464544434241363534333231262524232221161514131211123123332211CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCσij=Cijklεijεij=SijklσijCijkl：刚性系数Sijkl：柔性系数4二、弹性的表征弹性模量E：单向受力状态，E=σii/εii，反映材料抵抗正应变的能力切变模量G：纯剪切受力状态，G=τxy/γxy，反映材料抵抗切应变的能力泊松比μ：在单向受力状态下，μ=-ε22/ε11体积模量K：K=-P/（ΔV/V）=E/[3（1-2μ）]5三、弹性的物理本质原子间存在引力：斥力：原子间结合力：6模量E反映原子间结合力的大小7四、弹性模量与其它物理量的关系1、弹性模量与Debye温度的关系德拜温度与弹性波速成正比，弹性模量值越高，其德拜温度也越高。82、与熔点的关系原子间结合力越大、熔点越高，弹性模量越大：94.2弹性模量的影响因素1、原子结构由于金属的弹性与原子间的结合力有关，弹性模量取决于金属元素的价电子数和原子半径的大小，即取决于原子结构：同一周期中的元素随原子序数增加，价电子数增多，弹性模量增高；同一族元素，如Be、Mg、Ca、Sr、Ba等，价电子数相等，由于原子半径随原子序数增加而增大，弹性模量减小；10过渡族金属有特殊规律性，具有较高的弹性模量，单晶体不同晶向原子排列不同，结合力不同，弹性模量呈各向异性，除与原子结构有关外，与点阵结构有关，同种金属点阵越致密，弹性模量越高。112、温度温度升高，原子热运动加剧，原子间距增大（膨胀），导致原子间结合力减弱，导致弹性模量随温度升高而降低；无相变且T<0.5Tm，呈线性下降；0.5Tm