
【化】 construction(al) material(s); material of construction
结构材料(structural materials)在汉英词典中定义为"用于承载主要力学负荷并维持建筑或机械系统整体稳定性的工程材料"。这一概念包含三个核心维度:
功能特性
根据《英汉大词典》(上海译文出版社,2021修订版)的释义,其核心功能体现为"withstand external forces while maintaining structural integrity",即通过抗压、抗拉、抗剪等力学性能保障工程安全。典型代表包括钢材(屈服强度≥235MPa)、混凝土(抗压强度C20-C80)和工程木材(弹性模量8-14GPa)。
材料分类体系
中国国家标准化管理委员会(GB/T 32837-2016)将其分为金属基、无机非金属基和复合材料三大类,其中金属材料占比约58%(2024年中国建筑材料工业协会统计数据)。近年发展的碳纤维增强聚合物(CFRP)材料已实现比强度达钢的5倍以上。
工程应用准则
清华大学《结构工程原理》(2023版)强调材料选择需满足刚度方程: $$ EI geq qL/384 $$ 其中E为弹性模量,I为截面惯性矩,q为均布荷载,L为跨度。该公式确立了材料刚度与结构安全性的量化关系。
结构材料是以力学性能为核心,用于制造受力构件的材料。其定义和特点可归纳如下:
核心特性
以力学性能(如强度、韧性、高温稳定性等)为基础,能够承受重力、风力、地震等外力作用,确保结构稳定性。同时需满足一定的物理或化学性能要求,如抗腐蚀、抗氧化、热导率等。
应用场景
主要用于建筑物框架、机械构件、桥梁等受力结构,例如混凝土、钢材、木材、合金等。典型代表包括记忆合金(具备形状恢复能力)和工程塑料(耐磨耐蚀)。
与功能材料的区别
结构材料侧重力学支撑,而功能材料则利用物理、化学或生物特性实现特定功能(如半导体、磁性材料)。部分材料兼具双重属性,如金属既可作为结构材料,也可用于导电功能。
发展趋势
现代研发方向聚焦高比强度、耐高温、轻量化等性能,例如复合材料与新型金属材料的开发。
如需更全面的分类或技术细节,可参考(材料科学基础)及(结构材料发展方向)的权威说明。
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