viscoelastic material是什么意思，viscoelastic material的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

粘弹性材料（Viscoelastic Material）指同时具备粘性流体和弹性固体力学特性的材料。其本质在于材料对外部载荷的响应既依赖于形变量（弹性行为），也依赖于形变速率或载荷作用时间（粘性行为），表现出独特的时间依赖性。以下是其核心特征与原理：

一、核心力学特性

1. 弹性与粘性的结合

   • 弹性行为：卸载后能恢复原始形状，符合胡克定律（应力σ与应变ε成正比：$sigma = E epsilon$），如弹簧。
   • 粘性行为：形变速率与应力成正比（$sigma = eta dot{epsilon}$，η为粘度系数），如蜂蜜。
   • 粘弹性：材料响应介于两者之间，应力-应变关系受时间影响（如聚合物受载后缓慢变形）。

2. 时间依赖性现象

   • 蠕变（Creep）：恒定应力下，应变随时间逐渐增大（如塑料挂钩长期悬挂后变形）。
   • 应力松弛（Stress Relaxation）：恒定应变下，应力随时间衰减（如橡胶密封圈压紧后压力减小）。
   • 滞后效应（Hysteresis）：循环加载-卸载时，应力-应变曲线形成滞后环，能量以热耗散（如轮胎滚动发热）。

二、典型材料与应用

1. 常见材料类别

   • 聚合物：橡胶、塑料、凝胶（如硅胶、聚氨酯）。
   • 生物组织：肌肉、软骨、血管（具有缓冲和能量吸收功能）。
   • 沥青/热熔胶：高温下流动，低温下弹性增强。

2. 工程与生物应用

   • 减震降噪：汽车轮胎、建筑隔震支座（利用滞后耗能）。
   • 医疗器械：人工关节软骨、隐形眼镜（仿生粘弹性）。
   • 粘合剂与涂层：压敏胶带、阻尼涂料（平衡粘附与弹性）。

三、数学模型与理论

粘弹性行为可通过力学模型描述，常用组合包括：

1. Maxwell模型（串联弹簧与阻尼器）：

   $$ dot{epsilon} = frac{dot{sigma}}{E} + frac{sigma}{eta} $$

   描述应力松弛，如快速拉伸后的应力衰减。

2. Kelvin-Voigt模型（并联弹簧与阻尼器）：

   $$ sigma = Eepsilon + etadot{epsilon} $$

   模拟蠕变行为，如缓慢变形过程。

3. 广义模型：如三参数固体模型（标准线性固体），更精确拟合实际材料响应。

四、权威定义与参考

根据材料力学标准定义：

粘弹性材料指应力-应变关系兼具瞬时弹性响应与时间依赖性的材料，其本构方程包含时间积分项，区别于纯弹性或纯粘性材料。

动态力学分析（DMA）是表征其储能模量（$G'$）和损耗模量（$G''$）的核心方法。

参考资料

1. ASM International. ASM Handbook, Volume 8: Mechanical Testing and Evaluation. ASM International, 2000.（材料力学行为标准）
2. AIP Publishing. Journal of Applied Physics, "Viscoelastic Properties of Polymers".（聚合物粘弹性理论）
3. Springer. Advanced Mechanics of Materials. Springer, 2018.（粘弹性数学模型）

网络扩展资料

“viscoelastic material”是一个专业术语，结合了粘性（viscous）和弹性（elastic）的双重特性，具体解释如下：

1.基本定义

粘弹性材料（viscoelastic material）是一种既表现类似液体的黏性流动特性，又具备类似固体的弹性恢复能力的材料。其力学行为依赖于时间或频率，例如在受力时可能先发生弹性变形，随后逐渐表现出黏性流动。

2.特性与行为

• 粘性：材料在持续应力下会缓慢变形（如沥青在高温下流动）。
• 弹性：材料在瞬时受力后能部分恢复原状（如橡胶的弹性）。
• 时间依赖性：应变或应力响应会随时间变化，例如应力松弛（应力随时间的衰减）和蠕变（应变随时间的增加）现象。

3.应用领域

• 工程减震：用于建筑、桥梁等结构的阻尼器，通过吸收振动能量提高抗震性能。
• 生物医学：如人工软骨、软组织仿生材料。
• 工业材料：常见于橡胶、塑料、泡沫及高分子聚合物中。

4.相关术语

• Viscoelasticity（粘弹性）：描述此类材料的力学性质。
• Hysteresis（滞后效应）：加载与卸载过程中能量损耗的表现。

参考来源

如需进一步了解，可参考词典释义（、、）或工程文献。

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