物质的存在状态受力时的变形性能界面性能断裂与强建筑材料演示文稿.pptVIP

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2023-09-10 发布于广东
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物质的存在状态受力时的变形性能界面性能断裂与强建筑材料演示文稿.ppt

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第 1 章建筑材料科学基础 6)固体材料常数之间的关系四个材料常数（E，G，K，?）中，只有两个是独立的，对各向同性材料，有当前第31页\共有81页\编于星期二\12点因为为了在变形过程中使物体体积不变，应有ν=0.5，此为理想流体。只有橡胶的泊松比接近0.5。第 1 章建筑材料科学基础当前第32页\共有81页\编于星期二\12点一般金属材料的泊松比为0.29～0.33。大多数无机非金属材料的泊松比为 0.2～0.25。这些材料在单向拉伸时体积增大。因为拉应力作用方向上原子间距地增加会促使侧向收缩，但原子之间的排斥力又会限制这种收缩，使其达不到维持体积不变所必需的收缩量。当前第33页\共有81页\编于星期二\12点第 1 章建筑材料科学基础 7)弹性变形能 ? ? ? ? 当前第34页\共有81页\编于星期二\12点 1.2.2. 理想流体（牛顿流体）组成流体的微粒可以自由运动，所以即使很小的外力也可以引起流体的不可逆流动。对于理想流体：第 1 章建筑材料科学基础 η：粘性系数（粘度）当前第35页\共有81页\编于星期二\12点液体具有体积模量，但没有剪切模量。固体既具有体积模量，也有剪切模量。是否具有剪切模量，是固体与液体的区别所在。当前第36页\共有81页\编于星期二\12点 1.2.3. 塑性体剪切应力小于屈服应力时不发生变形；当剪切应力达到屈服应力时立即发生极大剪切变形。这种在瞬间发生的极大变形，称为塑性流动。具有这种性质的理想物体称为塑性体。第 1 章建筑材料科学基础当前第37页\共有81页\编于星期二\12点 1.2.4. 真实物体同时具有弹性、粘性和塑性。真实物体在外力的作用下产生的变形，特别是与作用时间有关的变形，是流变学研究的内容。第 1 章建筑材料科学基础当前第38页\共有81页\编于星期二\12点第 1 章建筑材料科学基础当前第39页\共有81页\编于星期二\12点第 1 章建筑材料科学基础 1.2.5. 粘弹性应变随时间逐渐增加，趋近极限徐变应力松弛当前第40页\共有81页\编于星期二\12点粘性迄今为止讨论的材料性能均为材料对应力的短期响应。如果材料是理想的弹性体，只需要考虑一种响应。但大多数建筑材料存在对应力的附加响应成分，它是随时间变化的。材料的变形随受力时间延长而增加，这种性能叫材料的粘性。当前第41页\共有81页\编于星期二\12点第 1 章建筑材料科学基础混凝土徐变 ? t t=0 ?0 ?t 不可恢复变形-塑性粘性系数或粘度当前第42页\共有81页\编于星期二\12点第 1 章建筑材料科学基础新拌水泥浆剪切变形与时间的关系 ? t t=0 ?0 ?t 粘性系数或粘度当前第43页\共有81页\编于星期二\12点第 1 章建筑材料科学基础粘弹性材料既具有弹性性质，又具有粘性性质，我们称该材料为具有粘弹性的材料。问题：如何用流变学模型来描述材料的粘弹性？ ? t ?0 ?t 当前第44页\共有81页\编于星期二\12点第 1 章建筑材料科学基础描述材料粘弹性的基本流变学模型 a)弹性元件 b)粘性元件 c)塑性元件 a b c f 为两滑块间的最大摩擦力当前第45页\共有81页\编于星期二\12点第 1 章建筑材料科学基础麦克斯韦（Maxwell）模型（通常用来描述混凝土徐变及应力松弛） ? ? S F 因为：当前第46页\共有81页\编于星期二\12点有：第 1 章建筑材料科学基础两式相加，得到Maxwell流变方程 Maxwell模型同时具有弹性和粘性。由于串联粘性元件，在微小外力作用下，变形将持续增加。 Maxwell模型本质上是液体。当前第47页\共有81页\编于星期二\12点对恒定荷载：? = ?0时 E??，纯粘性体 ? ??，纯弹性体第 1 章建筑材料科学基础 ? t t=0 ?0/E 当应力不变时应变逐渐增加的现象称为徐变当前第48页\共有81页\编于星期二\12点问题：当t ??时，? ??，是否合理？例如混凝土徐变 ? t t=0 ?0/E 当前第49页\共有81页\编于星期二\12点第 1 章建筑材料科学基础对恒定变形：? = ?0时解此微分方程，并注意当t=0时 ?= ?0 ，有