
【化】 plastic strain
塑性应变(Plastic Strain)是材料在承受应力超过其弹性极限后发生的不可逆形变现象。在汉英词典中,该术语对应英文“plastic strain”,常用于材料力学、工程学等领域,描述材料进入塑性变形阶段后的永久性结构变化。
从物理机制看,塑性应变源于材料内部晶格结构的滑移和位错运动。当外力作用使材料越过屈服强度时,原子层间会产生不可恢复的相对位移。这种变形特点显著区别于弹性应变(外力撤销后恢复原状)。
典型计算公式为: $$ varepsilonp = varepsilon{total} - varepsilon_e $$ 其中$varepsilonp$为塑性应变,$varepsilon{total}$为总应变,$varepsilon_e$为弹性应变分量。该公式源自《工程材料力学行为》(ISBN 978-7-111-58439-5)第三章。
工程应用中,塑性应变分析对结构安全评估至关重要。例如在金属成型工艺中,需精确控制塑性应变分布以避免材料破裂;在土木工程领域,地基的塑性应变累积可能引发建筑物沉降。国际标准ASTM E8/E8M-22中详细规定了相关测试方法。
塑性应变是材料在外力作用下发生不可逆永久变形的力学概念,具体解释如下:
塑性应变指材料受到超过弹性极限的应力时,产生的不可恢复的永久变形。例如金属材料被弯曲后无法自动恢复原状的现象,就是塑性应变的典型表现。
特性 | 弹性应变 | 塑性应变 |
---|---|---|
恢复性 | 外力移除后完全恢复 | 外力移除后永久残留 |
应力范围 | 低于屈服点 | 超过屈服点 |
能量变化 | 能量可逆 | 能量耗散 |
典型材料 | 弹簧、橡胶 | 金属、混凝土 |
在复杂三维应力状态下,通过数学等效方法将多向应变转化为单轴拉伸对应的应变值。其计算公式基于第四强度理论: $$ epsilon{eq}^p = sqrt{frac{2}{3} epsilon{ij}^p epsilon{ij}^p} $$ 其中$epsilon{ij}^p$为塑性应变张量分量。
需要更详细的专业公式推导或工程案例,可参考《塑性力学基础》等教材。
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