第七章材料弹性性能

材料的力学性质材料的力学性质是指材料在力的作用下表现出的力学特性。

主要包括弹性性能、塑性性能和断裂性能等。

首先，弹性性能是指材料在外力作用下能够恢复原状的能力。

材料的弹性性能可以通过应力-应变关系来描述。

在小应力范围内，材料的应变与应力呈线性关系，这可以用胡克定律表示。

胡克定律描述了材料在弹性形变时的行为，即应变正比于应力。

在大应力下，材料可能会发生塑性变形，失去弹性性能。

其次，塑性性能是指材料在外力作用下能够经历非可逆变形的能力。

塑性变形是指材料在外力作用下发生的永久性变形。

材料的塑性性能可以通过材料的屈服强度、延伸率、硬度和冷加工性等指标来评估。

屈服强度是材料在开始发生塑性变形前的应力水平，它标志着材料的塑性变形起始点。

延伸率是指材料在屈服强度下可以延展的长度百分比，反映了材料的可塑性。

硬度是指材料抵抗划伤或形变的能力，一般通过材料的减小面积和加大力量来测试。

冷加工性是指材料在室温下经受形变时的性能，反映了材料的塑性变形能力。

最后，断裂性能是指材料在外力作用下发生断裂的能力。

材料的断裂性能可以通过强度、韧性、断裂韧性和脆性等指标来评估。

强度是指材料抵抗断裂的能力，它可以分为抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。

韧性是指材料在外力作用下发生断裂前所吸收的能量，韧性高的材料能够在发生破坏之前吸收更多的能量。

断裂韧性是指材料在断裂前所吸收的能量密度，它是材料韧性的衡量指标。

脆性是指材料在外力作用下迅速发生断裂的性质，脆性材料的断裂往往是无法预测的，而韧性材料的断裂往往是可以预测的。

综上所述，材料的力学性质包括弹性性能、塑性性能和断裂性能等指标。

这些性质影响着材料在工程实践中的性能和应用范围，因此对于材料的力学性质的研究和评估是非常重要的。

第七章材料的高温力学性能1、解释下列名词[1]蠕变：材料在长时间的恒温、恒应力作用下，即使应力小于屈服强度，也会缓慢地产生塑性变形的现象称为蠕变。

[2]蠕变曲线：通过应力、温度、时间、蠕变变形量和变形速率等参量描述蠕变变形规律的曲线。

[3]蠕变速度：通常指恒速(稳定)蠕变阶段的速度。

[4]持久塑性：持久塑性是指材料在一定温度及恒定试验力作用下的塑性变形。

用蠕变断裂后试样的延伸率和断面收缩率表示。

[5]持久强度：在给定温度T下，恰好使材料经过规定的时间发生断裂的应力值。

[6]蠕变脆性：由于蠕变而导致材料塑性降低以及在蠕变过程中发生的低应力蠕变断裂的现象。

[7]高温应力松弛：恒定应变下，材料内部的应力随时间降低的现象。

[8]等强温度：使晶粒与晶界两者强度相等的温度。

[9]蠕变极限：高温长期载荷作用下材料对塑性变形抗力的指标。

[10]应力松弛：零件或材料在总应变保持不变时，其中的应力随着时间延长而自行降低的现象。

[11]应力松弛曲线：给定温度和总应变条件下，应力随着时间的变化曲线。

[12]松弛稳定性：金属材料抵抗应力松弛的性能。

[13]高温疲劳：高于再结晶温度所发生的疲劳。

[14]热暴露（高温浸润）：材料在高温下即使不受力，长时间处于高温条件下也可使其力学性能发生变化，通常导致室温和高温强度下降，脆性增加。

原因是材料的组织发生变化、环境中的氧化和腐蚀导致力学性能发生变化。

2、问答题[1]简述材料在高温下的力学性能的特点。

答：材料在高温下不仅强度降低，而且塑性也降低：载荷作用时间越长，引起变形的抗力越小；应变速率越低，作用时间越长，塑性降低越显著，甚至出现脆性断裂；变形速度的增加而等强温度升高。

[2]与常温下力学性能相比，金属材料在高温下的力学行为有哪些特点? 造成这种差别的原因何在？答：1 首先，材料在高温和恒定应力的持续作用下将发生蠕变现象；2材料在高温下不仅强度降低，而且塑性先增加后降低。

3 应变速率越低，载荷作用时间越长，塑性降低得越显著。

弹性材料的力学性能与应用研究引言弹性材料是一类具有特定力学性能的材料，广泛应用于各个领域。

本文旨在探讨弹性材料的力学性能以及其在不同领域的应用研究。

一、弹性材料的力学性能弹性材料的力学性能是其最基本的特性，主要包括以下几个方面：1. 弹性模量弹性模量是衡量材料在外力作用下的变形能力的指标。

弹性模量越大，材料的刚度越高，其变形能力越小。

常见的弹性模量有杨氏模量、剪切模量等。

2. 屈服强度屈服强度是弹性材料在外力作用下开始发生可见塑性变形时所承受的最大应力。

屈服强度越大，材料的强度越高，其抗变形能力越强。

3. 弹性极限弹性极限是弹性材料在外力作用下发生完全可逆变形的最大应力。

超过弹性极限后，材料会产生不可逆的塑性变形。

4. 韧性韧性是材料在破断前能够吸收的能量。

韧性越高，材料的抗破断性能越好。

二、弹性材料的应用研究弹性材料由于其特殊的力学性能，在各个领域都有广泛的应用研究，包括以下几个方面：1. 汽车制造弹性材料在汽车制造领域有着广泛的应用，主要用于减震和隔音方面。

例如，悬挂系统中常使用的弹簧就是一种典型的弹性材料，它能够吸收车身在行驶过程中的震动和冲击力，提高行车的平稳性和舒适性。

2. 建筑工程在建筑工程中，弹性材料常用于地震防护和减振控制。

例如，橡胶隔震器被广泛应用于高层建筑中，它能够减少地震时建筑结构的变形，降低地震对建筑物的破坏程度。

3. 医疗领域弹性材料在医疗领域有着多种应用，例如义肢和矫形器等辅助装置中常使用弹性材料，它能够提供足够的支撑和弹性，帮助患者恢复和改善运动功能。

4. 电子产品在电子产品制造中，弹性材料常用于保护和固定电子元件。

例如，手机和平板电脑的触摸屏下方常贴有弹性材料，它能够吸收用户点击时的冲击力，降低对电子元件的损坏。

5. 运动器材弹性材料在运动器材制造中有着广泛的应用，主要用于提高运动器材的舒适性和安全性。

例如，跑鞋的中底常使用弹性材料，它能够吸收脚底着地时的冲击力，减轻对脚部的压力。

第7 章聚合物的粘弹性形变对时间不存在依赖性εσE =虎克定律理想弹性体外力除去后完全不回复dt d εηγησ==.牛顿定律理想粘性体弹性与粘性弹性粘性储能性可逆性σ与ε的关系与t 关系瞬时性依时性储存耗散回复永久形变εσE =dt d εηγησ==.虎克固体牛顿流体粘弹性力学性质兼具有不可恢复的永久形变和可恢复的弹性形变小分子液体–粘性小分子固体–弹性在时间内，任何物体都是弹性体在时间内，任何物体都是粘性体在的时间范围内，任何物体都是粘弹体超短超长一定高分子材料具有显著的粘弹性粘弹性分类静态粘弹性动态粘弹性蠕变、应力松弛滞后、内耗7.1 粘弹性现象7.1.1 蠕变（creep)在一定的温度下，软质PVC丝钩一定的砝码，会慢慢伸长蠕变：指在一定的温度和较小的恒定外力作用下，材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象蠕变反映了材料的尺寸稳定性及长期负荷能力从分子运动和变化的角度分析线性PVC的形变—时间曲线，除去外力后，回缩曲线？11E σε=1ε1t 2t t键长和键角发生变化引起，形变量很小，瞬间响应σ：应力E 1：普弹形变模量1.普弹形变链段运动使分子链逐渐伸展发生构象变化引起τ：松弛时间，与链段运动的粘度η2和高弹模量E 2有关，τ＝η2/ E 2)1(/22τσεt eE --=2ε1t t2t 2.高弹形变3ε2t 1t t外力作用造成分子间的相对滑移（线型高聚物）t33ησε=η3——本体粘度3.粘性流动t eE E t t 3/21321)1()(ησσσεεεετ+-+=++=-线型高聚物的蠕变曲线总应变交联聚合物的蠕变曲线1.由于分子链间化学键的键合，分子链不能相对滑移，在外力作用下不产生粘性流动，蠕变趋于一定值2. 无粘性流动部分，能完全回复T<T g 时，主要是()，T>T g 时，主要是()A ε1B ε2C ε3三种形变的相对比例依具体条件不同而不同下列情况那种形变所占比例大？A B聚合物蠕变的危害性蠕变降低了聚合物的尺寸稳定性抗蠕变性能低不能用作工程塑料如：PTFE不能直接用作有固定尺寸的材料硬PVC抗蚀性好，可作化工管道，但易蠕变影响蠕变的因素1.温度2.外力3.分子结构蠕变与T，外力的关系温度外力蠕变T过低外力过小T过高外力过大T g附近适当外力很小很慢，不明显很快，不明显明显（链段能够缓慢运动)23℃时几种高聚物蠕变性能10002000（％）小时2.01.51.00.512345t链的柔顺性主链含芳杂环的刚性高聚物，抗蠕变性能较好12345聚苯醚PCABS(耐热)POM尼龙如何防止蠕变？◆交联橡胶通过硫化来防止由蠕变产生不可逆的形变◆结晶微晶体可起到类似交联的作用◆提高分子间作用力7.1.2 应力松弛(stress relaxation)在一定温度、恒定应变的条件下，试样内的应力随时间的延长而逐渐减小的现象应力松弛的本质加力链段运动使分子链间相对位置的变化分子重排，以分子运动来耗散能量，从而维持一定形变所需要的力逐渐减小交联聚合物和线形聚合物的应力松弛t交联线性高聚物的应力松弛曲线t不同温度下的应力松弛曲线应力松驰与温度的关系温度过高应力松驰很快温度过低内摩擦力很大，应力松驰极慢T g 附近应力松驰最为明显123应力松弛的应用对密封制件，应力松弛行为决定其使用寿命高分子制件加工中，应力松弛行为决定残余应力的大小不变的量变化的量蠕变应力松弛蠕变与应力松弛比较温度力形变根本原因高分子链的构象重排和分子链滑移应力温度形变动态粘弹性在交变应力或交变应变作用下材料的力学行为σωtπ2πεωtδεωtδ正交变化的应力：t sin )t (0ωσσ=无相位差，无能量损耗理想弹性体tsin )t (0ωεε=有相位差，功全部损耗成热理想粘性液体)2-t sin( )t (0πωεε=相位差δ，损耗部分能量)-t sin( )t (0δωεε=聚合物(粘弹性)高聚物在交变应力作用下的应变变化落后于应力变化的现象tt o ωσσsin )(=)sin()(δωεε-=t t o 0<δ<π/2滞后现象原因链段运动时受到内摩擦阻力, 外力变化时,链段运动跟不上外力的变化内摩擦阻力越大，δ 也就越大，滞后现象越严重外力对体系做的功每次形变所作的功= 恢复形变时所作的功无滞后时没有功的消耗每一次循环变化会有功的消耗，称为内耗有滞后时产生形变提供链段运动时克服内摩擦阻力所需要的能量滞后现象的危害σεσ0ε1拉伸硫化橡胶拉伸—回缩应力应变曲线拉伸曲线下面积为外力对橡胶所作的功回缩曲线下面积为橡胶对外力所作的功滞后环面积越大,损耗越大ε0回缩ε2面积之差损耗的功δεπσsin o o W =∆δ :力学损耗角,常用tanδ来表示内耗大小)]dt-t cos(t)[sin ()t (d )t (W Δ020200δωωεωσεσωπωπ⎰⎰==σεσ0回缩拉伸内耗角δεπσsin o o W =∆δ=0，△W=0,所有能量都以弹性能量的形式存储起来滞后的相角δ决定内耗δ=900，△W→max , 所有能量都耗散掉了滞后和内耗对材料使用的利弊？用作轮胎的橡胶制品要求内耗小（内耗大，回弹性差）隔音材料和吸音材料要求在音频范围内有较大的力学损耗防震材料要求在常温附近有较大的力学损耗温度内耗很高很低T g 附近1. 温度影响滞后和内耗的因素高小小小小大大2.外力变化的频率高聚物的内耗与频率的关系频率 内耗很高很低适中小小小小大大橡胶品种内耗顺丁丁苯丁腈3.内耗与分子结构的关系对于作轮胎的橡胶，则选用哪种？内耗大的橡胶，吸收冲击能量较大，回弹性较差较小较大较大7.1.3 粘弹性参数静态粘弹性蠕变应力松弛模量柔量应力，应变与时间的关系模量、柔量与时间的关系蠕变柔量)()(σεt t D =应力松弛模量)()(εσt t E =tsin (t)0ωεε=t cos sin t sin cos (t)00ωδσωδσσ+=)t sin( (t)0δωσσ+=δεσcos '00=E δεσsin "00=E E ′—储能模量，反映材料形变时的回弹能力（弹性）E ″—耗能模量，反映材料形变时内耗的程度（粘性）1.力学损耗角,tg δ动态粘弹性2.动态模量用复数模量的绝对值表示（绝对模量）2''2'*||E E E E +==通常E ″＜＜E ′，常直接用E ′作为材料的动态模量。

第七章 材料弹性变形与内耗固体材料在受外力作用时，首先会产生弹性变形，外力去除后，变形消失而恢复原状，因此，弹性变形有可逆性的特点。

材料的弹性变形是人们选择和使用材料的依据之一，近代航空、航天、无线电及精密仪器仪表工业对材料的弹性有更高要求，不仅要有高的弹性模量，而且还要恒定。

另一方面，材料的弹性模量是组织不敏感参量，准确测定材料的弹性模量，对于研究材料原子的相互作用和相变等都具有工程和理论意义。

实际上，绝大多数固体材料很难表现出理想的弹性行为，或是材料在交变应力作用下，在弹性范围内还存在非弹性行为，并因此产生内耗。

内耗代表材料对振动的阻尼能力，作为重要的物理性能，工程上有些零件要求材料要有高的内耗以消振，如机床床身、涡轮叶片等，而有些零件则要求材料有低的内耗，以降低阻尼，如弹簧、游丝、乐器等。

另一方面，内耗是结构敏感性能，故可用于研究材料的内部结构、溶质原子的浓度以及位错与溶质原子的交互作用等材料的微观结构问题，是一种很有效的物理性能分析方法。

第一节 材料弹性变形一．弹性模量及弹性变形本质在弹性范围内，物体受力的作用要产生应变，其应力和应变之间的关系符合胡克定律σ=E ε， τ=G γ，p=K θ （7-1）式中，σ、τ和p 分别为正应力、切应力和体积压缩应力；ε、γ和θ 分别为线应变、切应变和体积应变；比例系数E 、G 和K 分别为正弹性模量（杨氏模量）、切变模量和体积模量。

它们均表示材料弹性变形的难易程度，即引起单位变形所需要的应力大小。

在各向同性的材料中，它们之间的关系是G =)1(2μ+E （7-2） K = )21(3μ-E (7-3) 式中，μ为泊松比，即当材料受到拉伸或压缩时，横向应变与纵向应变之比。

可以证明，如果材料在形变时体积不变，则泊松比为0.5。

大多数材料在拉伸时有体积变化（膨胀），泊松比为0.2～0.5。

对于多数金属的μ值约在0.25~0.35之间，G/E 的实验值大约是3/8。

第七章粘弹性一、思考题1. 何谓高聚物的力学性能？从承载速度区分，力学性能可分为哪几类？2. 何谓粘弹性？何谓Boltzmann 叠加原理？何谓时温等效原理？3. 粘弹性实验一般有哪些？何谓应力松弛和蠕变？什么是松弛模量和蠕变柔量？松弛时间与推迟时间有何异同？4. 什么是高聚物的力学滞后和内耗？表征高聚物动态粘弹性的参量有哪些？用什么参量描述其内耗大小？5. 如何由不同温度下测得的E-t 曲线得到某一参考温度下的叠合曲线？当参考温度分别取为玻璃化温度和玻璃化温度以上约50C时，WLF方程中的C2应分别取何值？哪一组数据普适性更好？6. 粘弹性力学模型中的基本元件和基本连接方式有哪些？它们有何基本关系式？写出Maxwell 模型和Voigt 模型的基本微分方程。

广义Maxwell 模型和广义Voigt 模型分别适用于描述高聚物在什么情况下的性质？二、选择题1．高聚物的蠕变与应力松弛的速度( ) CD与温度无关②随着温度增大而减小③随着温度增大而增大2 •用T g为参考温度进行E t曲线时温转换叠加时，温度低于T g的曲线，其lg a值为( )C1 正，曲线向右移动C2 负，曲线向左移动C3 负，曲线向右移动C4 正，曲线向左移动3．高聚物发生滞后现象的原因是( )C1 高聚物的弹性太大C2 运动单元运动时受到内摩擦力的作用C3 高聚物的惰性大4．Voigt 模型可用于定性模拟( )C1 线性高聚物的蠕变C2 交联高聚物的蠕变C3 线型高聚物的应力松弛C4 交联高聚物的应力松弛5．Maxwell 模型可用于定性模拟( )C1 线型高聚物的蠕变C2 交联高聚物的蠕变③线型高聚物的应力松弛（④交联高聚物的应力松弛6 •高聚物黏弹性表现最为明显的温度是（）①v T g ②高于T g附近③T f附近7. 高聚物的蠕变适宜用（）的模型来描述。

①理想弹簧和理想黏壶串联（②理想弹簧和理想黏壶并联③四元件模型8. 高聚物的应力松弛适宜用哪种模型来描述？（）①广义Maxwell模型②广义Voigt模型③四元件模型9. 对于交联高聚物，以下关于其力学松弛行为哪一条正确？（）③蠕变能回复到零③应力松弛时应力能衰减到零③可用四元件模型模拟三、判断题（正确的划“V”，错误的划“X”）1. 交联聚合物的应力松弛现象，就是随时间的延长，应力逐渐衰减到零的现象。

材料性能学名词解释第⼀章（单向静载下⼒学性能）弹性变形：材料受载后产⽣变形，卸载后这部分变形消逝，材料恢复到原来的状态的性质。

塑性变形：微观结构的相邻部分产⽣永久性位移，并不引起材料破裂的现象弹性极限：弹性变形过度到弹-塑性变形(屈服变形)时的应⼒。

弹性⽐功：弹性变形过程中吸收变形功的能⼒。

包申格效应：材料预先加载产⽣少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余应⼒（弹性极限或屈服强度）增加；反向加载，规定残余应⼒降低的现象。

弹性模量：⼯程上被称为材料的刚度，表征材料对弹性变形的抗⼒。

实质是产⽣100%弹性变形所需的应⼒。

滞弹性：快速加载或卸载后，材料随时间的延长⽽产⽣的附加弹性应变的性能。

内耗：加载时材料吸收的变形功⼤于卸载是材料释放的变形功，即有部分变形功倍材料吸收，这部分被吸收的功称为材料的内耗。

韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能⼒。

超塑性：在⼀定条件下，呈现⾮常⼤的伸长率（约1000%）⽽不发⽣缩颈和断裂的现象。

韧窝：微孔聚集形断裂后的微观断⼝。

第⼆章（其他静载下⼒学性能）应⼒状态软性系数：不同加载条件下材料中最⼤切应⼒与正应⼒的⽐值。

剪切弹性模量：材料在扭转过程中，扭矩与切应变的⽐值。

缺⼝敏感度：常⽤试样的抗拉强度与缺⼝试样的抗拉强度的⽐值。

NSR硬度：表征材料软硬程度的⼀种性能。

⼀般认为⼀定体积内材料表⾯抵抗变形或破裂的能⼒。

抗弯强度:指材料抵抗弯曲不断裂的能⼒，主要⽤于考察陶瓷等脆性材料的强度。

第三章（冲击韧性低温脆性）冲击韧度：⼀次冲断时，冲击功与缺⼝处截⾯积的⽐值。

冲击吸收功：冲击弯曲试验中，试样变形和断裂所吸收的功。

低温脆性：当试验温度低于某⼀温度时，材料由韧性状态转变为脆性状态。

韧脆转变温度：材料在某⼀温度t下由韧变脆，冲击功明显下降。

该温度即韧脆转变温度。

迟屈服：⽤⾼于材料屈服极限的载荷以⾼加载速度作⽤于体⼼⽴⽅结构材料时，瞬间并不屈服，需在该应⼒下保持⼀段时间后才屈服的现象。

弹性材料的性能分析与优化引言：弹性材料是一类在受力作用下可以发生弹性变形的材料。

其在多种工业领域中广泛应用，如汽车制造、建筑工程、航空航天等。

这些应用对材料的性能有着严格要求，因此分析和优化弹性材料的性能显得尤为重要。

本文将从弹性材料的力学性质、材料特性和优化方法三个方面对其进行分析和优化探讨。

一、弹性材料的力学性质1.1 弹性模量和应力-应变关系弹性模量是衡量一个材料刚性程度的指标，可以用来描述材料在受力下的变形特性。

根据胡克定律，弹性材料的应力与应变成正比。

应力-应变关系可通过实验测量获取，并可以绘制应力-应变曲线进行分析。

从曲线的斜率可以得到弹性模量，斜率越大，弹性模量越大，材料刚性越好。

1.2 泊松比和体积弹性模量泊松比是材料在拉伸或压缩过程中横向收缩的比例。

对于弹性材料而言，泊松比的数值一般在0.1到0.5之间。

体积弹性模量则是材料在受力作用下体积的变化情况。

通过对泊松比和体积弹性模量的测量和分析，可以了解材料在受力时的变形行为。

1.3 破坏性能和耐久性弹性材料的使用寿命和破坏性能直接关系到其性能的优劣。

弹性材料要具有足够的抗拉强度和抗压强度，能够承受外界的力量。

此外，材料的耐久性也是一个重要指标，即材料在经历长时间的使用和多次循环变形后仍然能够保持其原有性能。

二、弹性材料的特性2.1 物理特性弹性材料的物理特性包括密度、热膨胀系数、导热系数等。

这些特性会直接影响材料的使用效果和性能。

2.2 化学特性弹性材料的化学特性决定了其与其他物质的相容性和耐腐蚀性。

化学特性的优化可以提高材料的稳定性和耐用性，延长其使用寿命。

2.3 加工性能弹性材料的加工性能直接影响其生产效率和成本。

加工性能包括热塑性、可塑性、可加工性等指标。

优化材料的加工性能可以提高生产效率和减少生产成本。

三、弹性材料性能的优化方法3.1 材料的合理选择根据具体的应用需求，选择合适的弹性材料可以提高产品的性能。

合理选择材料需要考虑其力学性质、物理特性、化学特性以及加工性能等多个方面的因素。

材料的弹性和滞弹性弹性和滞弹性是材料力学性质中的重要概念，对于材料的工程应用和设计具有重要意义。

弹性是材料力学性质中最基本的特性之一、当外力作用于材料时，材料会发生形变。

对于弹性材料而言，在外力解除后，材料会立即恢复到未受力前的原始形状和尺寸，即形变完全消失。

这种性质被称为弹性。

弹性是材料受力产生弹性形变的结果。

在材料受力时，其中的原子或分子发生相对位移，形成了新的平衡位置。

当外力解除后，这些原子或分子之间的相对位移便会消失，恢复到没有受力前的初始位置。

这种恢复到原状的能力称为弹性回复。

弹性材料的弹性回复是可以完全恢复的，也就是说，弹性形变是可逆的。

这意味着材料在受力下形变时，其内部原子或分子的相对位置发生改变，但是这种变化是可逆的，一旦外力解除，相对位置就会回到初始状态，形变完全消失。

当材料受到外力作用时，它的形变不仅取决于外力的大小和方向，还取决于材料自身的性质。

材料的弹性可以通过弹性模量（也称为杨氏模量）来描述。

弹性模量是衡量材料弹性性质的指标，它与材料的刚度相关，材料的刚度越大，弹性模量就越大，材料的形变能力就越小。

而相对于弹性，滞弹性是材料的一种特殊性质。

在实际应用中，有些材料在受力过程中不仅发生弹性形变，而且还有一定的延展性和留下不可逆形变的能力，这种现象称为滞弹性。

滞弹性是弹性材料在受力后不完全恢复到原始状态的性质。

当外力作用于滞弹性材料时，材料会发生形变，包括弹性形变和塑性形变。

弹性形变是可逆形变，当外力解除后可以完全恢复。

而塑性形变是不可逆形变，当外力解除后只能部分或者完全恢复。

滞弹性是由材料内部的微观结构和分子结构的变化引起的。

在材料受力作用下，微观结构和分子结构发生位移和相互影响，形成了新的平衡位置，导致材料的形变。

当外力解除后，这些位移不会完全恢复到初始位置，引起了材料的残余形变，即滞弹性变形。

滞弹性是由材料的内部结构和组成决定的，不同类型的材料具有不同的滞弹性特性。

一些金属材料，如钢和铜，具有较低的滞弹性，弹性变形和塑性变形在总形变中所占比例较大，形变能大部分恢复。

第一篇材料的力学性能第一章材料的弹性变形一、名词解释1、弹性变形：外力去除后，变形消失而恢复原状的变形。

P42弹性模量：表示材料对弹性变形的抗力，即材料在弹性变形范兩内，产生单位弹性应变的需应力。

P103、比例极限：是保证材料的弹性变形按正比例关系变化的最大应力。

P154、弹性极限：是材料只发生弹性变形所能承受的最大应力。

P155、弹性比功：是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。

P156、包格申效应：是指金属材料经预先加载产生少量塑性变形（残余应变小于4%）, 而后再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。

P207、内耗：在加载变形过程中，被材料吸收的功称为内耗。

P21二、填空题1、金属材料的力学性能是指在载荷作用下其抵抗（变形）和（断裂）的能力。

P22、低碳钢拉伸试验的过程可以分为（弹性变形）、（塑性变形）和（断裂）三个阶段。

P2三、选择题1、表示金属材料刚度的性能指标是（B ）。

P10A比例极限B弹性模量C弹性比功2、弹簧作为广泛应用的减振或储能元件，应具有较高的（C ）<> P16A塑性B弹性模量C弹性比功D硬度3、下列材料中（C ）最适宜制作弹簧。

A 08 钢B 45 钢C 60Si:Mn C T12 钢4、下列因素中，对金属材料弹性模量影响最小的因素是（D ）。

A化学成分B键合方式C晶体结构D晶粒大小四、问答题影响金属材料弹性模量的因素有哪些？为什么说它是组织不敬感参数？答：影响金属材料弹性模量的因素有：键合方式和原子结构、晶体结构、化学成分、温度及加载方式和速度。

弹性模量是组织不敬感参数，材料的晶粒大小和热处理对弹性模量的影响很小。

因为它是原子间结合力的反映和度量。

P11第二章材料的塑性变形一、名词解释1、塑性变形：材料在外力的作用于下，产生的不能恢复的永久变形。

P242、塑性：材料在外力作用下，能产生永久变形而不断裂的能力。

P523、屈服强度：表征材料抵抗起始塑性变形或产生微量塑性变形的能力。

材料力学中的弹性性能和断裂行为分析材料力学是研究材料变形、强度和稳定性的科学，涵盖了广泛的研究领域。

在材料力学中，弹性性能和断裂行为是两个重要的方面。

本文将探讨弹性性能和断裂行为的分析方法和应用。

弹性性能是指材料在力学加载下的变形和恢复能力。

当材料受到外力作用时，会发生形变，而在外力去除后，材料可以通过恢复力回到原始状态。

这种能力被称为弹性。

弹性性能是评估材料稳定性和可靠性的关键因素。

弹性性能的分析方法通常通过应力-应变关系来描述。

在弹性区域内，应力与应变的关系近似为线性。

应力是指单位面积上的力，应变是指由外力引起的材料的形变。

材料的弹性模量是评估材料弹性性能的重要参数。

弹性模量越高，材料的刚度越大，其变形能力越小。

常见的弹性模量包括Young模量、剪切模量和泊松比。

断裂行为是指材料在受到外力作用下失去连接或破裂的现象。

断裂行为的研究对于确保材料的可靠性和使用寿命具有重要意义。

材料的断裂行为可以通过断裂韧性、断裂强度和断裂韧性指数等参数来评估。

断裂行为的分析方法可以采用线性弹性断裂力学或弹塑性断裂力学。

线性弹性断裂力学适用于脆性材料，如陶瓷和玻璃。

弹塑性断裂力学则适用于塑性材料，如金属和塑料。

通过实验测试和数值模拟等手段，可以确定材料的断裂参数和断裂准则，从而预测材料的断裂行为。

除了实验测试和数值模拟，断裂行为的研究还可以借助断裂力学理论和断裂表征。

断裂力学理论是研究材料断裂行为的基本原理和规律。

它包括线性弹性断裂力学、线性弹塑性断裂力学和非线性弹塑性断裂力学等。

断裂表征是指通过实验测试获得材料的断裂参数和曲线，用于描述材料的断裂行为。

弹性性能和断裂行为分析在工程和材料设计中具有重要的应用价值。

通过分析材料的弹性性能，可以选择合适的材料，并设计出满足要求的结构。

而对材料断裂行为的分析则可以识别材料的强度极限和脆性位置，从而确保结构的安全性和可靠性。

总之，弹性性能和断裂行为是材料力学中的重要研究内容。