第七章材料的力学性能课件.ppt

7 固体材料的机械性能 7-1-3 弹性形变 Chapter 7 Chapter 8 Elastic Deformation Elastic deformation Modulus of elasticity (Hook) (metal and ceramics) Rubberlike elasticity (elastomer) Viscoelasticity (polymer) 弹性形变 Elastic deformation 弹性形变有普遍性 A 任何材料起始总是有弹性形变; B 有一定的弹性形变范围，它取决 于应力的大小和形态。 1、Hooke定律和弹性模量 Hook’s raw and Modulus of elasticity 弹性形变的 力学特点: 小形变、可回复 Hooke定律 ?＝E·? E -----弹性模量, 量纲 GN/m2, Gpa 弹性模量表示材料对于弹性变形的抵抗力 弹性模量 正应力在?状态下: 正弹性模量 E＝?／? 纯剪切力?作用下: 切弹性模量 G＝?／? 均匀压缩: 体积弹性模量 K＝?0／(?V／V0) 泊松比为缩短应变与伸长应变的比值， γ=- ey/ex 转化关系 E=3G/[1+G/3K] K=E/[3(1-2γ)] E=2G(1+γ) E=3K(1-2γ) E=3K(1-2γ) 材料的弹性模量表示材料对于弹性变形的抵抗力 主要取决于原子间的结合能力, 构件刚度 金属的模量值主要取决于 10-102 A 晶体中原子的本性、电子结构 B 原子的结合力、 C 晶格类型以及晶格常数等。 D 合金元素降低弹性模量。 陶瓷材料具有较高模量、原因 10-102 A 原子键合的特点 特种陶瓷 B 构成材料相的种类，分布、比例及气孔率有关。 高分子材料低模量 FIGURE 7.19 Typical stress–strain behavior to fracture for aluminum oxide and glass. A piece of copper originally 305 mm long is pulled in tension With a stress of 276 MPa. If the deformation is entirely elastic, what will be the resultant elongation? Solution Since the deformation is elastic, strain is dependent on stress according to Hooke’s law. σ=εE=(Δl/l0)E The value of E for copper from Table 7.1 is 110*103 MPa. Δl= σl0/E =276*305/(110*103) =0.77(mm) 例题 查表知泊松比? =0.34 查表知模量E =97GPa Solution 一硫化的橡胶球受到6.89MPa的静水压力，直径减少了1.2%，而相同材质的试棒在受到516.8KPa的拉应力时伸长2.1%，则此橡胶棒的泊松比为多少？ E=σ/ε=516.8Kpa/2.1%=24.6Mpa K=σ/(ΔV/V) Soν=0.5(1-E/3K) =6.89Mpa/[(1-0.9883)/1]=193.7Mpa E=3K(1-2ν) ν=0.5[1-(24.6MPa)/(3?193.7MPa)=0.48 例题 * 第七章 材料的力学性能 Mechanical property of materials Stress and strain Elastic deformation Modulus Viscoelasticity Permanent deformation Strength Fracture Chapter 7 Chapter 8 Chapter 9 （stress and