1.2无机材料的弹性形变 如果长方体各面分别受均匀分布的正应力oxg:,对于正应变,胡克定律为: =CE一uCE一μE=Io一4(g,十o:)IE CE-uoE-4O/E=Io,-4(o十o,)IE 6oE-μoE-μg/E=Io:-4(o十o,)I/E 对于剪切应变,胡克定律为: Yxy Txy Yyz= Tyz G Yzx= TzX G G称为材料的剪切模量(又称刚性模量),单位为Pa,多采用GPa
1.2 无机材料的弹性形变 如果长方体各面分别受均匀分布的正应力 x y z ,对于正应变,胡克定律为: x =x /E- y /E - z /E= [x- (y+ z )]/E y =y /E- x /E - y /E= [y- (x+ z )]/E z =z /E- x /E - y /E= [z- (x+ y )]/E 对于剪切应变,胡克定律为: 𝜸𝒙𝒚 = 𝝉𝒙𝒚 𝑮 𝜸𝒚𝒛 = 𝝉𝒚𝒛 𝑮 𝜸𝒛𝒙 = 𝝉𝒛𝒙 𝑮 G称为材料的剪切模量(又称刚性模量),单位为Pa,多采用GPa
1.2无机材料的弹性形变 对于各向同性的均匀连续体,E,G,4的关系: E G= 2(1+) 体积模量K: P K=- E 3(1-2μ) 材料的体积模量K为各向同等的压力与其引起的体积变化率之比,或 者定义为使材料发生单位体积形变所需的各向同等压力
1.2 无机材料的弹性形变 对于各向同性的均匀连续体,E、G、μ 的关系: 体积模量K: 材料的体积模量K为各向同等的压力与其引起的体积变化率之比,或 者定义为使材料发生单位体积形变所需的各向同等压力
1.2无机材料的弹性形变 1、在相同应力作用下,材料的弹性模量/剪切模量越大, 产生的应变越大还是越小? 2、在相同的正应变条件下,材料的泊松比越大,产生 的横向形变越大还是越小?
1.2 无机材料的弹性形变 1、在相同应力作用下,材料的弹性模量/剪切模量越大, 产生的应变越大还是越小? 2、在相同的正应变条件下,材料的泊松比越大,产生 的横向形变越大还是越小?
1.2无机材料的弹性形变 上述关于各弹性常数的定义都是针对各向同性体给出的。对于大多数多 晶体材料,虽然组成材料的各晶粒在微观上都具有方向性,但因晶粒数量很 大且随机排列宏观上都可以当作各向同性体处理。一些非晶态固体如硅酸盐 玻璃等,宏观上也可以视作各向同性体。 金属材料的泊松比一般介于0.20.33之间。大多数无机材料的泊松比为 0.2~0.25。各向同性无机材料的弹性模量E随材料的不同变化范围很大,约为 几十到几百GPa
1.2 无机材料的弹性形变 上述关于各弹性常数的定义都是针对各向同性体给出的。对于大多数多 晶体材料,虽然组成材料的各晶粒在微观上都具有方向性,但因晶粒数量很 大且随机排列宏观上都可以当作各向同性体处理。一些非晶态固体如硅酸盐 玻璃等,宏观上也可以视作各向同性体。 金属材料的泊松比一般介于0.2~0.33之间。大多数无机材料的泊松比为 0.2~0.25。各向同性无机材料的弹性模量E随材料的不同变化范围很大,约为 几十到几百GPa
1.2无机材料的弹性形变 部分陶瓷材料的弹性模量 材料 E(Gpa) 材料 E (Gpa) 氧化铝晶体 380 烧结TiCP=5%) 310 烧结氧化铝(P=5%) 366 烧结MgA山204P=5%)》 238 高铝瓷(P=90一95%) 366 密实SiCP=5%) 470 烧结氧化铍(P=5%) 310 烧结稳定化Zr02P=5% 150 热压BN(P=5%) 83 石英玻璃 72 热压B,C(P=5%) 290 莫来石瓷 69 石墨(P=20%) 9 滑石瓷 69 烧结Mg0(P=5%) 210 镁质耐火砖 170 烧结MoSi2(P=5%) 407 弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标,其值越大,使材料发生一定弹 性变形的应力也越大,即材料刚度越大,亦即在一定应力作用下,发生弹性变形越小
1.2 无机材料的弹性形变 材料 E (Gpa) 材料 E (Gpa) 氧化铝晶体 380 烧结TiC(P=5 % ) 310 烧结氧化铝(P=5 % ) 366 烧结MgAl2O4 (P=5 % ) 238 高铝瓷(P=90-95 % ) 366 密实SiC(P=5 % ) 470 烧结氧化铍( P=5 % ) 310 烧结稳定化ZrO2 P=5 % 150 热压BN( P=5 % ) 83 石英玻璃 72 热压B4C( P=5 % ) 290 莫来石瓷 69 石墨( P=20 % ) 9 滑石瓷 69 烧结MgO( P=5 % ) 210 镁质耐火砖 170 烧结MoSi2( P=5 % ) 407 部分陶瓷材料的弹性模量 弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标,其值越大,使材料发生一定弹 性变形的应力也越大,即材料刚度越大,亦即在一定应力作用下,发生弹性变形越小