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材料的弹性变形;§1.1 材料的弹性变形机理;金属与陶瓷材料的弹性变形机理 ;——双原子模型：;下午10时17分;双原子模型; ;实际材料的弹性变形量一般小于1%，相当于合力曲线的起始阶段； 由于实际材料中存在的各种缺陷杂质造成材料的塑变或断裂引起的。;1.1.2 高分子材料的弹性变形机理; 线性非晶态 高聚物的σ-ε曲线 (TaTbTcTd) ;线性非晶态高聚物： 结构上无交联、聚集态无结晶的高分子材料。;下午10时17分;下午10时17分;下午10时17分;下午10时17分;下午10时17分;下午10时17分;高弹态：高分子材料与低分子材料区别的重要标志。;下午10时17分;下午10时17分;二、晶态聚合物的变形 ;小结：;1.2 弹性变形力学性能指标 ;一、弹性模量（弹性模数，弹性系数）;一、弹性模量（弹性模数，弹性系数）;也可写成另一种形式，即： ;36个比例系数中， 独立：Sii -----6个，Sij(i≠j)----30/2个， 独立弹性系数：21个。 ;晶系;下午10时17分;立方晶系：三个轴向是等同的： S11= S22= S33， S12= S23= S31，S44= S55= S66。 独立的弹性系数仅为3个，即S11、S12和S44。 （Cij也是如此）。 ;晶系;定义 E=1/S11，υ=－S12/S11，G=1/2（S11－S12）； 则虎克定律的工程应用形式为： ;在单向拉伸条件下: ;对于立方晶系，在任一方向上： ;例：已知25℃时MgO的弹性柔度系数：S11=4.03×10-12/Pa，S12=—0.94×10-12/Pa，S44=6.47×10-12/Pa，计算MgO单晶在[100]、[110]、[111]方向上的弹性系数。 ;（二）弹性模量的意义 ;材料;（三） 影响弹性模量的因素;1金属弹性模量的特点： ;下午10时17分;（2）晶体结构 ;（3）化学成分 ;下午10时17分;(5) 温度;2.陶瓷弹性模量的特点： ;下午10时17分;下午10时17分;3.高分子材料的弹性模量 ;高应变速率： 玻璃态， E值较高；;影响晶态聚合物σ-ε曲线的因素： 温度（与玻璃态聚合物相似） 应变速率（与玻璃态聚合物相似） 结晶度和球晶尺寸等 。;二、比例极限与弹性极限 ;σp、σe的工程意义: ;三、弹性比功（能，应变比能）ae;下午10时17分;第1章 材料的弹性变形;1.3 非理想的弹性变形;理想弹性（完全、平衡弹性）： 应力与应变的关系是线性的、同相位的； 应变是应力的单值函数。σ＝Ee;一、滞弹性（弹性后效） ;滞弹性产生原因：;滞弹性的工程意义：;二、粘弹性;橡胶、软聚氯乙烯丝：慢慢伸长；解下砝码后，慢慢缩回。 ;静态粘弹性 模型：;下午10时17分;下午10时17分;（三）伪弹性：形状记忆合金SMA;四、包申格效应：Bauschinger ;有害： 反向加载时变形抗力降低，易失效。;五、内耗（动态粘弹性）;2．产生内耗的原因：;下午10时17分;下午10时17分;下午10时17分;高分子材料的内耗 ：;3．内耗的意义：;4．内耗的应用; 材料的塑性变形;2.2.1 塑性变形对材料性能的影响;（一） 加工硬化（形变强化、冷作强化） ;三个阶段：位错滑移;三个阶段： I．易滑移阶段： 单滑移， 位错阻力很小，θ1很低。;II．线性硬化阶段： 多系滑移，位错运动困难，θII 远大于θI ， θII约为 G/100—G/300 ，接近一常数。; III．抛物线硬化阶段： 交滑移，θIII 随应变增加而降低，应力应变曲线变为抛物线。;2．多晶体的加工硬化;b.细晶粒的加工硬化率一般大于粗晶粒。;（二）残余内应力 ;作用在整个工件，由材料各部分（如表面和心部）的宏观形变不均匀而引起的。 使工件尺寸不稳定，严重时甚至使工件变形断裂。;22:17;22:17;（三）储存能 ;残余拉应力→ → 有害（裂纹的萌生和扩展） 残余压应力→ →→表面残余压应力（阻止裂纹的萌生和扩展），提高疲劳强度。;2.2.2 冷变形金属的回复与再结晶 ;;变形金属加热时 显微组织的变化：动画;22:17;22:17;（一）回复过程中组织及性能的变化;回复过程中组织及性能的变化：;（二）回复机制 ;2.中温回复：;22:17;3.高温回复：;（三）回复动力学 回复动力学曲线;二、再结晶;（一）再结晶后的组织与性能;强度、硬度急剧降低，塑性提高，力学性能恢复至变形前状态，消除加工硬化现象。 变形储存能全部释放。 三类内应力（点阵畸变）消除，位错密度降低。;（二）再结晶的形核机制;2. 亚晶粒合并形核;冷变形金属开始再结晶的最低温度称为再结晶温度。;