应变和应力弹性和塑性变形的差异
材料成形技术基础 知识点总结
材料成形技术基础知识点总结滑移系：晶体中一个滑移面及该面上的一个华滑移方向的组合。
纤维组织：金属经冷加工变形后，晶粒形状发生改变，其变化趋势大致与金属的宏观变形一致，若变形程度很大，则晶粒呈现一片纤维状的条纹。
拉深：当凸模下降与坯料接触，坯料首先弯曲，于凸模圆角接触的材料发生胀形形变，凸模继续下降，法兰部分坯料在切向压应力，径向拉应力的作用下沿凹模圆角向直壁流动，形成筒部，进行拉深变形。
自发形核：在单一的液相中，通过自身的结构起伏形成新相核心的过程。
非自发形核：在不均匀的液体中，依靠外来杂质和容器壁面提供衬底而进行形核的过程。
焊接热循环：在焊接热源的作用下，焊件上的某一点温度随时间变化的过程。
焊接残余应力：由于焊接过程中的不均匀加热等因素而导致的焊接结构中存在残余应力。
温度场：加热和冷却过程中某一瞬间温度分布。
材料成型过程中的三种流：材料流，能量流，信息流。
液态金属在凝固和冷却到室温时发生：液态，凝固，固态三种收缩。
减小及消除焊接残余应力的措施有：热处理，温差拉伸，拉力载荷，爆炸冲击，振动法等。
液态金属结构：液态金属有许多近程有序的原子集团组成，原子集团内部原子规则排列，其结构与原固体相似；有大的能量起伏，激烈的热运动和大量的空穴；所有原子集团和空穴时聚时散，时小时大，始终处于瞬息万变的状态。
形核剂应具备哪些条件：失配度小，粗糙度大，分散性好，高温稳定性好。
加工硬化：金属经冷塑性变形后，随着变形程度的增加，金属的强度硬度增加，而塑性韧性降低，这种现象叫。
其成因与位错的交互作用有关，随着塑性变形的进行，位错密度不断增加，位错反应和相互交割加剧，结果产生固定割阶，位错缠结等障碍，以致形成胞装亚结构，使位错难以越过这些障碍而被限制在一定范围内运动，这样，要使金属继续变形就需要不断增加外力才能克服位错间强大的交互作用力。
滑移变形时通常把滑移因子u为0.5或接近0.5的取向称为软取向，把u为0或接近0 的取向称为硬取向。
第七章 力学性质(高分子材料的变形特点与金属材料的变形特点)
力学性质
本章重点内容
1.高分子材料的变形特点与金属材料的变形特点的 比较.
1.1金属材料的变形特点及其微观解释.
1.2高分子材料的变形特点.
2.几个重要概念.
弹性变形 塑性变形 拉伸应力 真 应 力
屈服 真应变
弹性变形:
材料的变形过程中如果应力与应变成比例则称为弹性变形.
塑性变形:
对于大多数金属材料来说,其弹性变形不足其应变的0.005, 当变形超过这一数值,则应力与应变不再服从胡克定律,即发
滑移系来满足各晶粒变形是相互协调的要求。
本章总结
金属应力应变与高分子材料的应力应变特点的比较. 金属材料应力应变的微观解释.(特点并给出解释)
弹性变形的主要特征是：
• （1）理想的弹性变形是可逆变形，加载时变形， 卸载时变形消失并恢复原状。
• （2）金属、陶瓷和部分高分子材料不论是加载或 卸载时，只要在弹性变形范围内，其应力与应变 之间都保持单值线性函数关系，即服从虎克 （Hooke）定律： 在正应力下，s = Ee， 在切应力下，t =Gg， 式中，s，t分别为正应力和切应力；e，g分别 为正应变和切应变；E，G分别为弹性模量（杨氏
真应变:
如果无体积变化的情况下真应变与真应力的关系为: εT=ln(1+ε)
弹性变形的本质
• 弹性变形是指外力去除后能够完全恢复的那部分变形， 可从原子间结合力的角度来了解它的物理本质。
• 原子处于平衡位置时，其原子间距为r0，位能U处于 最低位置，相互作用力为零，这是最稳定的状态。当 原子受力后将偏离其平衡位置，原子间距增大时将产 生引力；原子间距减小时将产生斥力。这样，外力去 除后，原子都会恢复其原来的平衡位置，所产生的变 形便完全消失，这就是弹性变形。
不同材料应力应变曲线对比
不同材料应力应变曲线对比
不同材料的应力应变曲线会因材料的不同而有所差异。
以下是几种常见材料的应力应变曲线对比：
1. 金属材料：金属材料的应力应变曲线通常呈现出线性弹性阶段和塑性变形阶段。
在线性弹性阶段，应力与应变成正比，材料具有较高的弹性模量，当应力达到一定值时，材料会进入塑性变形阶段，出现塑性变形，应力逐渐增加而应变增加速率较小。
2. 塑料材料：塑料材料的应力应变曲线通常呈现出大变形阶段和断裂阶段。
在大变形阶段，塑料材料具有比较低的弹性模量，较大的应变能力，应力逐渐增加而应变增加速率较大，塑料可进行很大程度的变形。
然而，在达到一定应力时，塑料材料会出现断裂，曲线突然下降。
3. 玻璃和陶瓷材料：玻璃和陶瓷材料的应力应变曲线通常呈现出弹性阶段和断裂阶段。
这些材料具有比较高的弹性模量，应力逐渐增加而应变增加速率较小。
然而，由于其脆性特点，当应力达到一定值时，材料会突然断裂，曲线迅速下降。
综上所述，不同材料的应力应变曲线具有不同的特点，这主要是由于材料的性质和结构造成的。
弹性变形与塑性变形
一、弹性和塑性的概念可变形固体在外力作用下将发生变形。
根据变形的特点，固体在受力过程中的力学行为可分为两个明显不同的阶段：当外力小于某一限值（通常称之为弹性极限荷载）时，在引起变形的外力卸除后，固体能完全恢复原来的形状，这种能恢复的变形称为弹性变形，固体只产生弹性变形的阶段称为弹性阶段；当外力一旦超过弹性极限荷载时，这时再卸除荷载，固体也不能恢复原状，其中有一部分不能消失的变形被保留下来，这种保留下来的永久变形就称为塑性变形，这一阶段称为塑性阶段。
根据上述固体受力变形的特点，所谓弹性，就定义为固体在去掉外力后恢复原来形状的性质；而所谓塑性，则定义为在去掉外力后不能恢复原来形状的性质。
“弹性（Elastici ty）”和“塑性（Plasticity）”是可变形固体的基本属性，两者的主要区别在于以下两个方面：1）变形是否可恢复．．．．．．．：弹性变形是可以完全恢复的，即弹性变形过程是一个可逆的过程；塑性变形则是不可恢复的，塑性变形过程是一个不可逆的过程。
2）应力和应变之间是否一一对应．．．．．．．．．．．．．：在弹性阶段，应力和应变之间存在一一对应的单值函数关系，而且通常还假设是线性关系；在塑性阶段，应力和应变之间通常不存在一一对应的关系，而且是非线性关系（这种非线性称为物理非线性）。
工程中，常把脆性和韧性也作为一对概念来讲，它们之间的区别在于固体破坏时的变形大小，若变形很小就破坏，这种性质称为脆性；能够经受很大变形才破坏的，称为韧性或延性。
通常，脆性固体的塑性变形能力差，而韧性固体的塑性变形能力强。
二、弹塑性力学的研究对象及其简化模型弹塑性力学是固体力学的一个分支学科，它由弹性理论和塑性理论组成。
弹性理论研究理想弹性体在弹性阶段的力学问题，塑性理论研究经过抽象处理后的可变形固体在塑性阶段的力学问题。
因此，弹塑性力学就是研究经过抽象化的可变形固体，从弹性阶段到塑性阶段、直至最后破坏的整个过程的力学问题。
高分子材料力学性能
高分子材料力学性能姓名：程小林学号：5701109004 班级：高分子091 学院：材料学院研究背景：在世界范围内, 高分子材料的制品属於最年轻的材料．它不仅遍及各个工业领域, 而且已进入所有的家庭, 其产量已有超过金属材料的趋势，將是2 1世纪最活跃的材料支柱.高分子材料在我们身边随处可见。
在我们的认识中，高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。
高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。
今天，我想就高分子材料为主线，简单研究一下高分子材料所具有的一些方面的力学性能。
从我们以前学过的化学知识中可以知道，高分子材料其实是有机化合物, 有机化合物是碳元素的化合物．除碳原子外, 其他元素主要是氢、氧、氮等．碳原子与碳原子之间, 碳原子与其他元素的原子之间, 能形成稳定的结构．碳原子是四价, 每个一价的价键可以和一个氢原子键连接, 所以可形成为数众多的、具有不同结构的有机化合物．有机化合物的总数已接近千万种, 远远超过其他元素的化合物的总和, 而且新的有机化合物还不断地被合成出來．這样, 由於不同的特殊结构的形成, 使有机化合物具有很独特的功能．高分子中可以把某些有机物结构（又称为功能团）替换, 以改变高分子的特性．高分子具有巨大的分子量，达到至少1 万以上，或几百万至千万以上所以, 人們將其称为高分子、大分子或高聚物．高分子材料包括三大合成材料, 即塑料、合成纤维和合成橡胶研究理论：高分子材料的使用性能包括物理、化学、力学等性能。
对于用于工程中作为构件和零件的结构高分子材料，人们最关心的是它的力学性能。
力学性能也称为机械性能。
任何材料受力后都要产生变形，变形到一定程度即发生断裂。
这种在外载作用下材料所表现的变形与断裂的行为叫力学行为，它是由材料内部的物质结构决定的，是材料固有的属性。
同时, 环境如温度、介质和加载速率对于高分子材料的力学行为有很大的影响。
因此高分子材料的力学行为是外加载荷与环境因素共同作用的结果。
塑性变形和弹性变形的区别
塑性变形和弹性变形的区别塑性变形和弹性变形是材料力学中常见的两种变形形式。
塑性变形和弹性变形具有不同的特征和性质，它们在材料的应力应变关系、变形能力、恢复能力等方面存在着明显的区别。
本文将从这些方面对塑性变形和弹性变形进行比较，以帮助读者更好地理解它们的区别以及在实际应用中的意义。
首先，塑性变形和弹性变形在形态和性质上存在明显的差异。
塑性变形指的是材料在受力作用下，发生永久性的变形，例如延长、弯曲、扭转等。
这种变形使得材料的形状和尺寸发生了显著的改变，并且不会完全恢复到原始状态。
相比之下，弹性变形是可逆的，即当外力作用停止后，材料会恢复到原来的形状和尺寸。
弹性变形通常是临时的，不会引起永久性的形变。
其次，塑性变形和弹性变形在应力应变关系方面表现出不同的特点。
在塑性变形中，应力和应变的关系是非线性的，也就是说，随着应力的增加，材料的应变增加速度也会越来越快。
而在弹性变形中，应力与应变之间存在线性关系，也就是说，材料的应变与应力成正比。
在弹性变形过程中，材料的刚性会导致应变量的增加相对较小。
此外，塑性变形和弹性变形在变形能力方面也有所不同。
塑性变形使材料能够承受较大的变形，具有较高的变形能力。
这是因为当材料发生塑性变形时，其分子结构或晶格结构发生了改变，分子之间的距离出现了相对较大的改变，从而使材料发生了可见的形变。
相比之下，弹性变形使材料的形状发生微小的变化，其变形程度有限，这是由于分子或晶体在外力作用下只发生了微小的位移。
最后，塑性变形和弹性变形在恢复能力上也存在差异。
塑性变形造成的形变是永久性的，即使外力停止作用，材料也无法完全恢复到原始状态。
这是因为材料在塑性变形中，发生了定形的内部结构变化，失去了以前的形态和结构。
相反，弹性变形只引起瞬时的形变，当外力停止作用时，材料能够恢复到原始状态，因为其分子或晶格结构没有发生显著的改变。
总之，塑性变形和弹性变形是两种不同的材料变形形式，具有明显的区别。
弹性体力学中的应变与应力关系
弹性体力学中的应变与应力关系弹性体力学是研究物体在力的作用下变形和恢复原状的力学分支学科，研究的对象主要是固体物质。
在弹性体力学中，应变与应力是两个重要的概念，它们描述了物体的变形和受力状态。
应变和应力之间的关系在弹性体力学中具有重要意义，它们可以通过材料力学模型来描述。
应变是物体在受力作用下发生形变的程度。
一般来说，我们可以将应变分为线性应变和非线性应变。
线性应变是指物体的形变与受力成正比。
例如，当我们拉伸一根弹簧时，弹簧的长度会发生变化，而这种形变与拉力之间是线性相关的。
用数学的语言来表达，线性应变可以用应变量ε表示，其与外力F之间存在着关系ε=ΔL/L，其中ΔL为物体长度的增量，L为物体的原始长度。
非线性应变则是指物体的形变与受力不成比例。
在高强度材料的情况下，非线性应变是不可忽视的。
非线性应变与材料的本构关系有关，常用的本构关系模型包括背应变率本构关系、黏弹性本构关系等。
这些模型可以更准确地描述材料的力学行为，使得我们能够更准确地计算应变。
与应变相对应的是应力。
应力可以看作是物体单位面积的受力情况。
一般来说，应力可以分为正应力和剪应力。
正应力是指垂直于物体内部某一面的力的作用情况。
例如，当我们用一把剪刀剪断一根木棍时，剪刀的受力情况可以被描述为正应力。
剪应力则是指平行于物体内部某一面的力的作用情况。
例如，当我们剪断一个绳索时，绳索的受力情况可以被描述为剪应力。
应变与应力之间的关系又可以通过应力-应变曲线来描述。
应力-应变曲线是弹性体力学研究中的一个重要工具，它可以体现材料的力学性质。
一般来说，应力-应变曲线可以分为弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段。
在弹性阶段，应力与应变成正比。
这个阶段的曲线是一个直线，斜率即为弹性模量，用来描述材料的刚度。
当应力超过一定值时，物体进入屈服阶段。
在屈服阶段，物体的应变不再与应力成正比，而是呈现出非线性关系。
此时物体会发生塑性变形，形成剩余应变。
当应力进一步增加时，物体可能发生断裂。
弹性体的应力与应变
弹性体的应力与应变弹性体是一种在受力作用下可以发生形变，但当受力停止时，能够恢复原来形状和大小的材料。
了解弹性体的应力与应变关系对于工程设计和材料科学具有重要意义。
在本文中，我们将探讨弹性体的应力与应变之间的关系，分析材料的弹性性质以及应力与应变的计算方法。
1. 应力的概念与计算方法应力是指单位面积上作用的力，合理地计算应力是分析弹性体性质的关键。
在计算应力时，常用到两种基本的力学概念：张力和压力。
张力是指沿一维方向的受力情况，通常用F表示，单位为牛顿。
而压力是指在一个平面上均匀分布的力，用P表示，单位是帕斯卡。
应力的计算公式如下：应力 = 受力 / 横截面积2. 应变的概念与计算方法应变是指材料在受力作用下发生的形变，一般用ΔL / L表示。
其中，ΔL是材料长度的变化量，L是材料的初始长度。
应变可以分为线性弹性应变和非线性应变。
线性弹性应变是指材料在受力作用下，形变与受力成正比的状态。
计算线性弹性应变的方法如下：应变 = 形变 / 初始长度而非线性应变则需要更复杂的计算方法来进行分析，涉及到材料的本构关系等。
3. 应力与应变的关系应力与应变之间存在一定的关系，即应力-应变曲线。
弹性体的应力-应变曲线通常可以分为三个阶段：弹性阶段、屈服点和塑性阶段。
在弹性阶段，材料受力时会产生应变，但当受力停止时，材料会完全恢复到原来的状态。
这是因为材料内部的原子或分子只发生了相对位移，而没有发生永久性的结构变化。
当应力超过材料的屈服点时，就进入了屈服点阶段。
在这个阶段中，材料开始发生塑性变形，不再能够完全恢复到原来的状态，具有一定的永久性形变。
塑性阶段是材料的应力与应变不再成正比，继续增加应力会导致更大的应变。
这是由于材料的内部结构发生了永久性的改变，无法恢复原状。
4. 弹性模量和刚度弹性模量是描述材料抵抗形变的能力，可以用来评估材料的刚度。
弹性模量越大，表示材料越难发生形变，具有较高的刚度。
常用的弹性模量有三种：杨氏模量、剪切模量和体积模量。
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应变和应力弹性和塑性变形的差异应变和应力：弹性和塑性变形的差异
引言：
应变和应力是材料力学中重要的概念，用于描述材料在受力下的变形和变形产生的反应。
在材料变形的过程中，我们经常听到弹性变形和塑性变形这两个词语。
本文将重点探讨弹性变形和塑性变形之间的差异，并通过实例来详细说明两种变形的特点和应用。
一、弹性变形
弹性变形是指材料在受力作用下，外力消失后能够恢复到原始形状和尺寸的变形过程。
在弹性变形中，应变和应力之间的关系遵循胡克定律，即应变与应力成正比。
当应力解除后，材料会马上恢复到未受力前的形态，没有剩余的变形留下。
实例一：弹簧
弹簧是最常见的弹性体之一。
当外生力作用于弹簧上时，弹簧会发生弹性变形，即伸长或压缩。
如果外力被移除，弹簧将恢复到原始的长度。
这是由于弹簧内部的分子结构可以重新排列并重新达到平衡状态。
实例二：橡皮
橡皮也是一种具有弹性的材料。
当我们将橡皮拉伸时，它会发生弹性变形，但一旦释放拉力，橡皮会迅速恢复到原始形状。
这是因为橡
皮分子链的结构可以通过外力的作用进行静电排列，并在拉力解除后恢复到原有状态。
二、塑性变形
塑性变形是指材料在受力作用下，外力消失后不能完全恢复原始形状和尺寸的变形过程。
在塑性变形中，应变随应力的增加而增加，但应变不会完全回到无应力状态下的初始状态。
实例三：黏土
黏土是一种典型的塑性材料。
当我们对黏土施加力时，它会发生塑性变形，例如挤压或拉伸。
即使释放外力，黏土也不能完全恢复到原来的形状和体积。
这是因为黏土的微观结构发生了永久的变化，导致塑性变形的产生。
实例四：金属
金属也是常见的塑性材料。
在金属材料中，塑性变形通常表现为屈服和流动。
当金属受到应力时，最初会经历弹性阶段，随着应力的增加，金属会发生塑性变形，直到达到其塑性极限。
一旦金属达到塑性变形的极限，它将无法恢复到原始形状。
结论：
弹性变形和塑性变形是材料力学中重要的概念。
弹性变形是指材料在受力后能够恢复到原始形态的变形，而塑性变形则是指材料变形后无法完全恢复的变形形式。
两种变形在自然界和工程应用中都有广泛的存在。
了解并掌握材料的弹性和塑性特性对于设计和开发新材料以
及预测其行为具有重要意义。
通过对应变和应力的理解，我们可以更好地理解材料的机械性能，并为工程实践提供指导。