《大学物理》课件-第2章 物体的弹性.ppt

2、塑性 —— 物体形变后，不能恢复原状的特性。 当外力超过应力的弹性范围时，去除外力后，物体形变不能复原。如：泥巴等。 3、弹塑性 —— 物体介乎于弹性和塑性之间的性质。 二、应力与应变曲线 1、解释曲线： “a”为比例极限； “ab”为非正比弹性区； 1、解释曲线： “bc”为塑性区； “cd”为塑性形变区； 1、解释曲线： “a”正比极限； “ab” 非比例区； “bc”塑性区； “cd”塑性形变区； “d”断裂点。 2、塑性形变 —— 当σ＞σb时，发生塑性形变。 去掉外力后，材料将沿cc’曲线变化， 最后留下一段形变oc’。 3、强度极限（断裂点）—— d点 当应力达到d点时，材料发生断裂。 4、脆体——材料塑性形变区间很短者。 5、可塑体 —— 材料的塑性形变区间很长者。 三、弹性模量 外力作用使物体形变，力与形变之间关系，可用应力与应变之间函数关系表示。 1、弹性模量 —— 材料应力与应变的比值。 在正比极限内，应力与应变成正比。不同材料其比值也不同。 弹性模量的单位：Pa = N/m2 2、公式 杨氏模量 —— 物体受张应力或压应力作用时，其应力与应变的比值。 切变模量 —— 切应力与切应变的比值。 大多数金属的体切变模量为： （E/3 ～ E/2）。 体变模量（K）—— 压强与体应变的负比值。 体积压缩系数（k）—— 体变模量的倒数。 ΔV 3、例题 已知：骨长 Lo = 0.4 m， S = 5 Cm2， F = 500 N， E = 1×1010 N/m2。 求：ΔL = ？（ΔL / Lo）= ？ 解： 4、应力、应变、弹性模量公式小结一览表 应力分类 应力 应变 模量（名称) 张、压应力 切应力 体压强 第三节 骨的力学特性 第三节 骨的力学特性 一、骨骼的力学性质： 骨骼与肌肉力学是生物力学中主要研究内容，研究骨折常用强度和刚度概念。 1、强度—— 载荷情况下抗破坏能力。 2、刚度—— 载荷下的抗形变能力。 强度和刚度取决于骨的成分和结构。 人体干骨的断裂点和正比例关系。 图为干骨拉伸实验曲线。 结果表明：人体干骨是线性弹性体。 人体湿骨的断裂点和正比例关系。 图为润湿骨的拉伸实验曲线。 在曲线的开始部分，线性较好，可认为骨骼是线性弹性体。 结尾部分表明：人的润湿骨是非线性弹性体。 人体干、湿骨的断裂点和正比例关系。 左图为干骨拉伸实验曲线。 右图为润湿骨的拉伸实验曲线。 结果表明：人的润湿骨是非线性弹性体。 骨是一种弹性材料， 在正比极限范围内， 其张应力和张应变成正比关系。 二、骨骼不同方向的拉伸曲线 人体骨骼受不同方式的力或力矩作用时会有不同的力学反应。 骨骼形变、破坏与其受力方式有关。 根据外力和外力矩的方向将骨骼受力分为拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转和复合载荷六种。 在纵轴方向上加载时，试样的刚度和强度最大。 而在横轴方向上最小。 骨骼在较大载荷作用下可伸长并变细。 骨组织在拉伸载荷作用下的断裂机制主要是骨单位间结合线的分离和骨单位的脱离。 临床上：拉伸骨折多见于松质骨。 压缩载荷：如举重时身体各部分都要受到压缩载荷。 骨骼最常承受的载荷是压缩载荷。 压缩载荷能够刺激骨的生长，促进骨折愈合， 较大压缩载荷作用能够使骨缩短和变粗。 第二章  物体的弹性 贵阳人文科技学院《大学物理》 第一节 应力和应变 第一节 应力和应变 物体受到外力作用后，产生两方面效果：一方面产生整体运动; 另一方面，外力将向物体内部传递，引起物体内部各相邻点之间相对运动，导致其体积或形状发生改变，使物体产生变形。 形变：(deformation) 弹性形变：能恢复原状的形变； 例如：橡皮筋等。 塑性形变：不能或者部分恢复原状的形变；例如：橡皮泥、铜丝等。 物体的弹性： 应力与应变是为研究物体的形变，而引入的两个基本概念。 一、应 力 (stress) 应力 —— 是作用于物体内单位面积上的弹性力，它准确地描述了作用于物体内部力的分布情况。 应力单位为：N·m-2。 图为O 点附近的一小元， 截面ABC的法线方向为 n， 当ΔA→0时，点 O 在 n 方向的应力为： 显然，任一方向的应力均为矢量。 我们将应力分解为与作用面垂直的分量σ及与作用面平行的分量τ。 一般称与作用面垂直的应力σ为正应力， 与作用面平行的应力τ为切应力。 正应力σ 切应力τ 不同物体存在正应力或切应力阈值，超过该阈值，物体即可被破坏。 1、应力的分类： 压应力( compressive stress ) 压应力 张应力