
【化】 instantaneous elastic deformation
普弹形变(Instantaneous Elastic Deformation)是材料力学中的一个基础概念,指材料在受到外力作用的瞬间产生的、可完全恢复的形变。其核心特征在于形变与外力同步发生且同步消失,遵循胡克定律(应力与应变成正比),且与时间无关。以下是详细解释:
中文定义
“普弹形变”指材料在弹性限度内,外力施加瞬间产生、外力撤销瞬间消失的形变。形变量与应力严格成正比,无时间依赖性。
来源:《材料科学大辞典》(科学出版社)
英文对应术语
Instantaneous Elastic Deformation(瞬时弹性形变)或Hookean Elastic Deformation(胡克弹性形变),强调其符合胡克定律($sigma = E cdot varepsilon$),其中 $sigma$ 为应力,$E$ 为弹性模量,$varepsilon$ 为应变。
来源:ASM Handbook, Volume 8: Mechanical Testing and Evaluation
普弹形变的本质是原子键的弹性拉伸或压缩。当外力作用时,材料内部原子间距发生微小改变(通常小于1%),原子间作用力抵抗形变并试图恢复原位。这一过程不涉及原子位置的永久调整或能量耗散,因此形变完全可逆。
来源:Callister, W. D., & Rethwisch, D. G. Materials Science and Engineering: An Introduction
区别于滞弹性(Anelasticity),普弹形变无时间依赖性。滞弹性形变虽可恢复,但恢复过程需时间(如弹簧的缓慢回弹),而普弹形变在力撤销后立即恢复(如橡皮筋的瞬时回缩)。
来源:Dowling, N. E. Mechanical Behavior of Materials
普弹形变是结构安全设计的基础。例如:
来源:Gere, J. M., & Goodno, B. J. Mechanics of Materials
中国国家标准《GB/T 10623-2008 金属材料 力学性能术语》将“普弹形变”归类为弹性形变的理想模型,强调其瞬时性与线性响应特性。国际标准ISO 80000-4:2019同样将其定义为“无弛豫时间的弹性响应”。
来源:国家标准全文公开系统;ISO Online Browsing Platform
普弹形变是材料力学中的一种特殊弹性形变形式,主要出现在刚性材料(如低分子物质或高分子晶体、玻璃态物质)中。以下是其详细解释:
普弹形变指材料在温度较低、外力较小时表现出的瞬时可逆形变。其核心特征包括:
特性 | 普弹形变 | 普通弹性形变(如弹簧) |
---|---|---|
形变机制 | 原子/分子键的微小位移 | 材料整体结构形变 |
恢复速度 | 瞬时完成 | 可能伴随时间依赖性(如蠕变) |
温度依赖性 | 低温下更显著 | 受温度影响较小 |
典型材料 | 工程塑料、玻璃态高分子 | 金属、橡胶等 |
需要更完整的理论模型或实验数据,可参考知网空间和百度文库的学术解析。
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