
【机】 limit of proportionality; proportional limit
在材料力学领域,"比例限界"(Proportional Limit)是一个关键概念,指材料在受力过程中,应力与应变保持线性比例关系(即符合胡克定律)的最大应力值。其核心特征和工程意义如下:
汉英术语对照
该术语强调应力-应变曲线的线性阶段边界 。
力学行为
当应力低于比例限界时,材料变形为弹性且可逆,应力((sigma))与应变((varepsilon))满足:
$$ sigma = E cdot varepsilon $$
其中 (E) 为弹性模量。超过此限值后,应力-应变关系偏离线性,但材料仍可能处于弹性变形阶段(直至弹性极限)。
与屈服强度的区别
对于无明显屈服点的材料(如铝合金、高强钢),比例限界是设计中的关键参数。
设计依据
在机械、土木工程中,结构件的许用应力通常以比例限界为基准,确保变形始终处于可控弹性范围内,避免塑性变形导致的失效。
测试方法
依据国际标准(如ASTM E8/E8M),通过拉伸试验绘制应力-应变曲线,采用"偏移法"或"斜率变化法"精确测定比例限界。
典型材料参考值
材料 | 比例限界 (MPa) | 弹性模量 (GPa) |
---|---|---|
低碳钢 (A36) | 200–250 | 200 |
铝合金 (6061) | 150–180 | 69 |
黄铜 (C26000) | 80–100 | 110 |
数据来源:ASM Handbook, Volume 2: Properties and Selection 。
高等教育出版社,第6版,第2章详细论述比例限界的定义与测量方法。
Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials,规范比例限界的试验流程。
Properties and Selection: Irons, Steels, and High-Performance Alloys,提供典型材料数据。
比例限界是材料弹性性能的核心指标,其精确测定对保障结构安全性和可靠性至关重要。工程师需结合具体材料特性与行业标准进行设计验证。
“比例限界”是一个多领域术语,其具体含义需结合使用场景分析:
材料力学/工程学中的定义
指材料在弹性变形阶段的最大应力点(比例极限),超过该点后应力与应变不再保持正比关系。常见于地基承载力测试中,用于判断土体从弹性变形转向塑性变形的临界点,如平板荷载试验中压强-沉降曲线的拐点。
物理学术语(日语翻译)
日语词汇「比例限界」对应中文的“比例极限”,特指材料力学中符合胡克定律的应力上限值。
广义概念
在一般语境下,“限界”指不可逾越的边界或范围(如铁路限界、地理分界等)。此时“比例限界”可理解为特定比例关系适用的幅度范围。
主要应用场景:
建议在专业领域使用时,结合具体测试方法(如浅层平板荷载试验)或材料参数进行精确判定。
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