泊松比、彈性模量.doc

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1、泊松比法國數(shù)學家SimeomDenisPoisson為名在材料的比例極限內，由均勻分布的縱向應力所引起的橫向應變與相應的縱向應變之比的絕對值。比如，一桿受拉伸時，其軸向伸長伴隨著橫向收縮(反之亦然)，而橫向應變e'與軸向應變e之比稱為泊松比V。材料的泊松比一般通過試驗方法測定?！げ此杀萷oisson’sratio在材料的比例極限內，由均勻分布的縱向應力所引起的橫向應變與相應的縱向應變之比的絕對值。注：超過比例極限時，泊松比隨應力變化而變化，實際上已不是泊松比。此時若記錄泊松比，應指出測應力值。對于各向異性材料，泊松比隨施加應力的方向變化。彈性模量材料在外力

2、作用下發(fā)生變形。當外力較小時，產生彈性變形。彈性變形是可逆變形，卸載時，變形消失并恢復原狀。在彈性變形范圍內，其應力與應變之間保持線性函數(shù)關系，即服從虎克(Hooke)定律：式中E為正彈性模量，G為切變模量。它們之間存在如下關系：彈性模量是表征晶體中原子間結合力強弱的物理量，故是組織結構不敏感參數(shù)。在工程上，彈性模量則是材料剛度的度量。實際上，理想的彈性體是不存在的，多數(shù)工程材料彈性變形時，可能出現(xiàn)加載線與卸載線不重合、應變滯后于應力變化等彈性不完整性。彈性不完整性現(xiàn)象包括包申格效應、彈性后效、彈性滯后和循環(huán)韌性等。對非晶體，甚至對某些多晶體，在較小的應力

3、時，可能會出現(xiàn)粘彈性現(xiàn)象。粘彈性變形是既與時間有關，又具有可恢復的彈性變形，即具有彈性和粘性變形量方面特征。粘彈性變形是高分子材料的重要力學特性之一。當施加的應力超過彈性極限時，材料發(fā)生塑性變形，即產生不可逆的永久變形。通過塑性變形，不但可使材料獲得預期的外形尺寸，而且可使材料內部組織和性能產生變化。單晶體塑性變形的兩個基本方式為滑移和孿生?；坪蛯\生都是切應變，而且只有當外加切應力分量大于晶體的臨界分切應力tC時才能開始。然而，滑移是不均勻切變，孿生為均勻切變。對于多晶體而言，要求每個晶粒至少具備由5個獨立的滑移系才能滿足各晶粒在變形過程中相互制約和協(xié)調

4、。多晶體中，在室溫下晶界的存在對滑移起阻礙作用，而且實踐證明，多晶體的強度隨其晶粒細化而提高，可用著名的Hall-Petch公式來加以描述：至于合金為單相固溶體時，由于溶質原子存在會呈現(xiàn)固溶強化效果，對某些材料還會出現(xiàn)屈服和應變時效現(xiàn)象；當合金為多相組織結構時，其變形還會受到第二相的影響，呈現(xiàn)彌散強化效果。而陶瓷晶體，由于其結合鍵（離子鍵、共價鍵）的本性，再加上陶瓷晶體中的滑移系少，位錯的b大，故其塑性變形相對金屬材料要困難得多，只有以離子鍵為主的單晶陶瓷才能進行較大的塑性變形。對于高分子材料，其塑性變形是靠粘性流動而不是靠滑移產生的，故與材料粘度密切相關

5、，而且受溫度影響很大。材料經塑性變形后，外力所做的功部分以儲存能形式存在于材料內部，從而使系統(tǒng)的自由能升高，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。故此，回復再結晶是材料經過冷變形后的自發(fā)趨勢，加熱則加快這一過程的發(fā)生。當加熱溫度較低，時間較短時，發(fā)生回復。此時，主要表現(xiàn)為亞結構的變化和多邊化過程，第一類內應力大部消除，電阻率有所下降，而對組織形態(tài)和力學性能影響不大。當加熱溫度較高，時間較長時就發(fā)生再結晶現(xiàn)象。再結晶時，新的無畸變等軸晶將取代冷變形組織，其性能基本上回復到冷變形前的狀態(tài)。再結晶完成后繼續(xù)加熱時，晶粒將發(fā)生長大現(xiàn)象。