
【化】 relaxation modulus
relax; lax; letdown; slack; loosen; unbend; unbrace
【化】 relaxation
【医】 relax; relaxation; slack
【化】 modulus
松弛模量(Relaxation Modulus)是材料力学中表征粘弹性材料应力松弛行为的关键参数,特指在恒定应变条件下,材料内部的应力随时间逐渐衰减的现象。其英文对应术语为Relaxation Modulus,常记为 ( E(t) ) 或 ( G(t) )(分别对应拉伸和剪切模式)。以下是其详细解释:
在施加瞬时应变并保持恒定后,材料因分子链段滑移或结构重组,应力会从初始值 ( sigma_0 ) 逐渐降低。松弛模量定义为时刻 ( t ) 的应力 ( sigma(t) ) 与恒定应变 ( varepsilon_0 ) 的比值: $$ E(t) = frac{sigma(t)}{varepsilon_0} $$ 该函数定量描述材料应力松弛的速率和程度,值越大表明材料抵抗变形能力越强。
与静态弹性模量不同,松弛模量是时间的函数(图1)。例如:
通过测量 ( E(t) ) 优化橡胶、塑料的耐久性,如轮胎需高初始模量减缓松弛(来源:《聚合物物理学》,L.H. Sperling)。
软组织(如肌腱)的松弛特性影响运动负荷分配(来源:Journal of Biomechanics)。
沥青路面在持续载荷下的应力松弛可延缓裂缝扩展(来源:ASTM D2990 标准)。
常用阶跃应变实验(图2):
权威参考文献:
- Ferry, J.D. Viscoelastic Properties of Polymers. Wiley, 1980. (经典理论框架)
- ACS Polymer Division: 粘弹性基础指南 (需替换为真实链接)
- 国家标准 GB/T 20688.1-2007 《橡胶支座 第1部分:隔震支座》
松弛模量是描述材料在应力松弛过程中力学特性的关键参数,常见于黏弹性材料的研究中。以下从定义、数学表达、影响因素及应用等方面进行解释:
松弛模量(Relaxation Modulus)指在恒定应变条件下,材料内部应力随时间逐渐减小的现象中,单位应变对应的应力值随时间变化的函数。它反映了材料在变形后应力逐渐“松弛”的能力,常见于聚合物、岩土等黏弹性材料的研究。例如,在玻璃化温度附近,聚合物的松弛模量可能下降三个数量级。
松弛模量通常表示为时间的函数:
$$ E(t) = frac{sigma(t)}{epsilon_0} $$
其中,$sigma(t)$为时间$t$时的应力,$epsilon_0$为恒定应变。工程中常用实验数据拟合曲线或平均值简化计算。
根据受力方式不同,松弛模量可分为:
松弛模量是评估材料耐久性和设计寿命的重要参数,例如:
如需进一步了解实验测量方法或具体材料数据,可参考、6等来源的完整内容。
【别人正在浏览】