2015年造價(jià)員土建專(zhuān)業(yè)重點(diǎn)輔導(dǎo):彈性與塑性


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彈性與塑性
材料在外力作用下,將在受力的方向產(chǎn)生變形。根據(jù)變形的性質(zhì)分為彈性變形和塑性變形。
1.彈性
物體在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力去除后變形能完全恢復(fù),這種性質(zhì)稱(chēng)為彈性。這種能夠完全恢復(fù)的變形稱(chēng)為彈性變形,具有這種性質(zhì)的材料稱(chēng)為彈性體。彈性體的應(yīng)力―應(yīng)變曲線是一條閉合曲線,即彈性變形屬于可逆變形。如果應(yīng)力與應(yīng)變呈直線關(guān)系,即符合虎克定律,則該物體叫做虎克彈性體,公式中的比例常數(shù)正叫做該材料的彈性模量。虎克定律表達(dá)式為:
式中 ε ――應(yīng)變,即單位長(zhǎng)度產(chǎn)生的變形量
σ ――應(yīng)力,MPa
E ――彈性模量,MPa
可見(jiàn),彈性模量E值等于應(yīng)變?yōu)閘時(shí)的應(yīng)力值。E值越大,表明材料越不容易變形,即剛性好。彈性模量是材料的一個(gè)重要性質(zhì),是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的重要參數(shù)。有些材料受力時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變不成比例關(guān)系,但去除外力后變形也能完全恢復(fù),這類(lèi)物體叫做非虎克體,非虎克體的彈性模量不是一個(gè)定值。
2.塑性
材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力去除后,有一部分變形不能恢復(fù),這種性質(zhì)稱(chēng)為材料的塑性,這種不能恢復(fù)的變形稱(chēng)為塑性變形(或永久變形)。實(shí)際上純彈性變形的材料是沒(méi)有的,通常一些材料在受力不大時(shí),表現(xiàn)為彈性變形,而當(dāng)外力達(dá)到一定值時(shí),則呈現(xiàn)塑性變形實(shí)際生活中完全理想的塑性體和彈性體是不存在的。有些材料在應(yīng)力較小的范圍內(nèi)表現(xiàn)為彈性,當(dāng)應(yīng)力超過(guò)某一范圍后表現(xiàn)為塑性。取消外力后,一部分變形能夠恢復(fù),而一部分變形殘存下來(lái)。例如建筑鋼材,在受力不超過(guò)彈性極限時(shí)呈彈性,如果在彈性范圍內(nèi)卸載,則變形完全恢復(fù),利用這一特性可生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。當(dāng)外力超過(guò)鋼材的彈性極限后,將產(chǎn)生不可恢復(fù)的塑性變形,且變形的同時(shí)能保持不斷裂,利用這一特性可對(duì)鋼材進(jìn)行彎曲、軋制等冷加工,得到所需的形狀。還有一些材料沒(méi)有明顯的彈性階段,從一開(kāi)始受力就是彈性變形與塑性變形同時(shí)產(chǎn)生,取消外力后彈性變形部分恢復(fù),而塑性變形部分殘存。
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