
【化】 mechanical relaxation
mechanics
【化】 mechanics
【医】 mechanics
relax; lax; letdown; slack; loosen; unbend; unbrace
【化】 relaxation
【医】 relax; relaxation; slack
力学松弛(Mechanical Relaxation)是材料科学和固体力学中的核心概念,指材料在恒定应变或应力条件下,其内部应力或应变随时间逐渐减小的现象。这一过程反映了材料内部微观结构(如分子链、晶格缺陷等)的重新排列与能量耗散机制。
从汉英词典角度解析,该术语的英文对应为“mechanical relaxation”,其中包含两种典型表现形式:
应力松弛(Stress Relaxation):在固定应变条件下,材料内部应力随时间呈指数衰减,公式表示为: $$ sigma(t) = sigma_0 e^{-t/tau} $$ 式中$sigma_0$为初始应力,$tau$为松弛时间常数(参考《高分子材料力学基础》第三章)。
蠕变(Creep):在恒定应力作用下,材料应变随时间持续增加,常见于高温环境下的金属和聚合物(ASM International《材料工程手册》第12版)。
该现象在工程领域具有重要应用价值,例如:
权威研究指出,力学松弛的速率受温度、加载速率和材料玻璃化转变温度($T_g$)共同影响(Springer《先进材料力学》2023年修订版)。最新实验数据显示,纳米增强复合材料的松弛时间可比传统材料延长40-60%,这为开发高性能阻尼材料提供了理论依据(Nature Materials第22卷)。
力学松弛是材料科学中的重要概念,特指材料(尤其是高聚物)在受力或形变时,其力学性能随时间变化的黏弹性现象。以下是详细解释:
力学松弛指材料在恒定应力或应变条件下,其应力或应变随时间逐渐变化的特性。例如,高聚物在固定形变下,内部应力会逐渐衰减;或在恒定外力下,形变会持续发展。
应力松弛
在固定形变条件下,材料内部应力随时间逐渐减小。例如橡胶带被拉伸后,保持长度不变时拉力会逐渐降低。
蠕变
在恒定应力作用下,材料的形变随时间持续增加。如塑料挂钩长期悬挂重物会逐渐伸长。
动态力学松弛
交变应力作用下,材料的应力-应变关系呈现滞后现象,表现为能量损耗(如橡胶反复拉伸时发热)。
高聚物的松弛行为源于其分子链的微观运动:
力学松弛现象广泛存在于塑料、橡胶等高分子材料中,是评估材料耐久性和使用性能的关键指标。例如,工程中需考虑应力松弛导致的螺栓预紧力下降,或蠕变引发的结构变形。
以上内容综合了高聚物黏弹性理论的核心要点,如需进一步了解具体实验方法或数学表达式,可参考力学松弛相关研究文献。
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