当前的位置:首页>新闻中心 > 什么是材料弹性变形

什么是材料弹性变形

点击量:2377 发布时间:2014-10-08

什么是材料弹性变形

    任何材料都有弹性,只是大小不同而已,并且在使用过程中都会还会有所变形,那么它的弹性变形又是如何区分及计算的呢?下面就材料弹性变形的计算做下简单介绍。

材料受外力影响发生尺寸及形状的变化,该变化称为变形,外力去除后,随后消失的变形为弹性变形,剩余的*变形为塑性变形。

    弹性变形的主要特点是其有可逆性,就是在受力作用后产生变形,卸除载荷作用后,变形随之消失。它是金属晶格中原子自平衡位置产生可逆位置的反映(如图一),在没有外在载荷作用时,金属中的原子N1N2在其平衡附近产生振动。相邻两个原之间的作用力(曲线材)由引力(曲线1F1=A/与斥力(曲线2=Ar/r叠加而成。引力与斥力都是原子间距的函数。当两原子因受力而接近时,斥力开始缓慢增加,而后迅速增加;而引力则随原子间距减小而增加缓慢。合力(曲线3)在原子平衡位置处为零。当原子间相互平衡力因受外力作用而受到破坏时,原子的位置必须作相应调整,即产生位移,以其外力、引力和斥力三都达到新的平衡。原子的位移总和在宏观上就表现为变形。外力去除后,原子依靠彼此之间的作用力又回到原来的平衡位置,位移消失,宏观上变形也就消失。这就是弹性变形的可逆性。

在弹性变形过程中,不论是在加载期还是卸载期内,应力与应变之间都保持单值线性关系,即服从胡克定律。

假定有两个原子,原子之间存在长程的吸引力和短程的排斥力,作用力F随原子间距的变化关系为(式一)

F=A/r-Ar/r=A/r-B/r   

上述式中,AB分别为与原子特性和晶格类型有关的常数。

由上述式中可以看出,原子间的作用力与原子间距的关系为抛物线,并不是线性关系。当原子间距与平衡位置的偏离很小时,经数学处理(级数展开)可得(式二)

ΔF=

式二中,E=,说明小变形条件下,ΔF成线性比例关系(胡克定律)。

    对于理想的弹性体,当r=  时,原子间作用力的合力表现为引力,而且出现极大值。如果外力达到,就可以克服原子间的引力而将它们拉开。这就是晶体在弹性状态下的断裂强度,即理论正断强度。由于=相应的所产生的弹性变形量的zui大理论值为百分之41

实际上,由于晶体中含有缺陷(如位错),对于塑性材料,在弹性变形量尚小时的应力足以激活位错运动,而代之以塑性变形,所以实际上可实现的弹性变形量不会很大;对于脆性材料,由于对应力集中敏感,应力稍大时,缺陷处的集中应力即可导致裂纹的产生与扩展,使晶体在弹性状态下断裂。所以金属弹性变形量比较小,不超过百分之一。

上海倾技仪器公司专业研发材料弹性变形检测设备多年,现已实现了研发、生产、销售材料弹性变形测试仪、材料弹性模量试验机、材料拉力试验机、材料试验机等材料物性系列检测设备一条龙服务。欢迎广大客到厂参观或至电洽谈咨询业务

沪公网安备 31011602001179号

环保在线

推荐收藏该企业网站