蠕变曲线英文解释翻译、蠕变曲线的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 creep curve
分词翻译:
蠕变的英语翻译:
【化】 creep; creep deformation
曲线的英语翻译:
curve
【医】 curve
【经】 curve
专业解析
蠕变曲线 (rú biàn qū xiàn),英文对应术语为creep curve,是材料科学和固体力学中描述材料在恒定应力和温度下,其变形(应变)随时间变化的典型关系图。它直观地反映了材料在长期载荷作用下的变形行为,对于评估材料在高温或持久载荷下的性能至关重要。
1. 术语构成与核心含义:
- 蠕变 (Creep): 指固体材料在低于其屈服强度的恒定应力作用下,随时间推移而发生的缓慢、连续的塑性变形现象。这种现象在高温环境下尤为显著,但室温下某些材料(如聚合物、冰)也可能发生。
- 曲线 (Curve): 指在坐标系中绘制的图形。在蠕变研究中,通常以时间 (Time) 为横坐标 (X轴),以应变 (Strain) 为纵坐标 (Y轴)。
- 蠕变曲线 (Creep Curve): 因此,蠕变曲线特指在恒定应力和恒定温度条件下,材料的应变随时间增加而变化的函数关系图形。它描绘了材料从加载瞬间到最终断裂(或达到特定寿命)的整个变形历程。
2. 典型蠕变曲线的特征阶段:
一条完整的蠕变曲线通常包含四个特征阶段:
- 瞬时弹性变形阶段 (Instantaneous Elastic Deformation): 加载瞬间发生的、可恢复的弹性应变。在曲线上表现为时间接近于零时的一个初始应变跳跃。
- 第一阶段蠕变 / 减速蠕变阶段 (Primary Creep / Transient Creep): 应变率(单位时间的应变量)随时间逐渐减小的阶段。此阶段材料内部发生应变硬化,抵抗变形的能力增强。
- 第二阶段蠕变 / 稳态蠕变阶段 (Secondary Creep / Steady-State Creep): 应变率保持相对恒定的阶段。这是蠕变曲线中最长的阶段,材料内部的应变硬化与回复(如位错攀移)达到动态平衡。该阶段的恒定应变率是工程设计中评估材料高温持久性能的关键参数。
- 第三阶段蠕变 / 加速蠕变阶段 (Tertiary Creep): 应变率随时间急剧增大的阶段,直至材料断裂。此阶段通常伴随着材料内部的微观损伤累积(如颈缩、空洞形成、晶界滑移、裂纹扩展等)。
3. 工程应用与重要性:
蠕变曲线是理解和预测材料在高温服役条件下(如航空发动机叶片、电站锅炉管道、核反应堆部件)长期变形和失效行为的基础。通过分析蠕变曲线,工程师可以:
- 确定材料的稳态蠕变速率,这是评估材料高温抗变形能力的主要指标。
- 预测材料在特定应力和温度下的蠕变寿命或断裂时间。
- 研究不同因素(如应力水平、温度、微观结构、环境)对材料蠕变性能的影响。
- 为高温部件的安全设计和寿命评估提供关键数据。
参考来源:
- 材料力学/固体力学经典教材:如 Callister Jr., W.D. & Rethwisch, D.G. 的 Materials Science and Engineering: An Introduction (来源:Wiley) 或 Dowling, N.E. 的 Mechanical Behavior of Materials (来源:Pearson) 均对蠕变现象和蠕变曲线有详细阐述。
- 工程材料手册:如 ASM International 出版的 ASM Handbook 系列(特别是涉及高温合金、失效分析等卷册)提供了工程材料的蠕变数据和曲线分析 (来源:ASM International)。
- 专业研究论文与综述:发表在 Materials Science and Engineering: A, Acta Materialia, International Journal of Plasticity 等期刊上的论文是获取特定材料蠕变行为最新研究进展的权威来源 (来源:ScienceDirect, SpringerLink 等学术数据库)。
网络扩展解释
蠕变曲线是描述材料在恒定应力和温度下,应变随时间变化的曲线,尤其在高温环境下对金属材料的研究和工程应用具有重要意义。
核心特征与阶段划分
-
基本定义
蠕变曲线反映了材料在恒定应力、温度下,随时间发生的缓慢塑性变形过程。其起点为加载后的瞬时应变(包含弹性与塑性应变),但该部分不属于蠕变本身。
-
典型三阶段
- 减速阶段(Ⅰ阶段):蠕变速率随时间递减,对应材料内部位错运动的初期调整。
- 稳态阶段(Ⅱ阶段):蠕变速率趋于恒定,此时变形与回复达到动态平衡,常作为材料抗蠕变性能的评估依据。
- 加速阶段(Ⅲ阶段):因材料内部出现裂纹或颈缩,蠕变速率急剧增加直至断裂。
-
影响因素
温度或应力升高会缩短Ⅱ阶段甚至直接进入Ⅲ阶段,例如高温燃气轮机叶片设计中需重点考虑蠕变强度。
应用与扩展
- 材料范围:主要针对金属(如铝、铜等),但在陶瓷、高分子等材料中也有类似现象。
- 数学表达:部分研究通过分段公式描述各阶段,如减速阶段的$epsilon = beta t^{1/3}$与稳态阶段的$epsilon = kappa t$。
如需进一步了解不同材料的蠕变特性,可参考(金属)和(木材)等来源。
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