扭应力松弛英文解释翻译、扭应力松弛的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 twist stress relaxation

分词翻译：

扭的英语翻译：

gnarl; turn around; tweak; twist; wrench; wrest; wrestler; wring
【化】 twist
【医】 stropho-

应力松弛的英语翻译：

【化】 stress relaxation

专业解析

扭应力松弛（Torsional Stress Relaxation）是指材料在承受恒定扭转变形（恒定扭转角）时，其内部产生的扭转应力（Torsional Stress）随时间逐渐减小的现象。这是一种与时间相关的力学行为，属于材料黏弹性（Viscoelasticity）的典型表现之一。其核心在于，当材料被施加扭矩并固定在一定扭转角度后，虽然变形保持不变，但维持该变形所需的应力会自发地降低。

详细解释：

物理机制：
- 当材料（尤其是高分子聚合物、某些金属及其合金）受到扭转作用时，其内部的分子链、晶粒结构或位错网络会发生相对滑移、重排或蠕变。
- 在恒定应变（扭转角）条件下，这种微观结构的调整是一个需要时间的弛豫过程。材料通过内部结构的缓慢调整，部分地“适应”了施加的变形，从而降低了维持该变形所需的弹性应力（即扭应力）。
- 这个过程本质上是将一部分储存的弹性应变能不可逆地耗散为热能。
与蠕变的区别：
- 应力松弛（Stress Relaxation）：恒定应变（变形）下，应力随时间减小。
- 蠕变（Creep）：恒定应力下，应变（变形）随时间增加。
- 两者都是材料黏弹性的表现，但关注的变量不同。扭应力松弛特指在扭转载荷下的应力松弛现象。
数学描述：
- 扭应力松弛通常用松弛模量（Relaxation Modulus）随时间的变化来描述。对于线黏弹性材料，其行为可以用如Maxwell模型等来近似模拟。典型的应力衰减遵循指数衰减规律： $$ tau(t) = tau_0 e^{-t / lambda} $$ 其中：
  - $tau(t)$ 是时间 $t$ 时的扭应力，
  - $tau_0$ 是初始施加的扭应力（在 $t=0$ 时），
  - $lambda$ 是松弛时间（Relaxation Time），表征应力衰减的快慢。
影响因素：
- 材料本身：高分子材料（如橡胶、塑料）通常比金属表现出更显著的应力松弛。材料的分子结构、链段活动性、交联度、结晶度等是关键因素。
- 温度：温度升高会显著加速分子运动，从而大大加快应力松弛过程。高温是导致应力松弛加剧的主要环境因素。
- 初始应力/应变水平：初始施加的应力或应变越大，通常应力松弛的程度也越大。
- 时间：松弛是一个渐进过程，时间越长，应力下降越多（尽管后期速率减慢）。
工程意义与应用：
- 螺栓预紧力损失：螺栓紧固后，在扭转载荷和高温下，螺栓材料或垫片材料的扭应力松弛会导致预紧力下降，影响连接的密封性和可靠性。
- 弹簧性能衰减：扭转弹簧在长期保持压缩或拉伸状态时，应力松弛会导致其弹力（扭矩）下降。
- 密封件失效：依靠扭转变形提供密封力的部件（如O型圈在沟槽中的扭转），应力松弛会导致密封压力降低，引发泄漏。
- 传动轴/联轴器：长期承受扭矩的部件，材料的松弛可能影响其传递扭矩的效率和精度。
- 材料表征：扭应力松弛测试是评估材料长期力学性能、热稳定性、预测使用寿命的重要手段，尤其适用于弹性体和密封材料。相关标准如 ASTM D2990 等规范了测试方法。

总结来说，扭应力松弛揭示了材料在恒定扭转变形下，其内部阻力（应力）随时间自发减弱的特性。这一现象对涉及扭转负载、长期服役或高温环境的工程设计和材料选择至关重要，忽视它可能导致紧固失效、密封泄漏或性能下降等严重后果。

来源参考：

冯端等. 《材料科学导论》. 化学工业出版社. (阐述材料黏弹性行为基础，包括应力松弛概念与机制)
ASM International. ASM Handbook, Volume 8: Mechanical Testing and Evaluation. (提供工程材料力学测试标准，包含蠕变与应力松弛的区别及测试方法)
Ferry, J. D. Viscoelastic Properties of Polymers. John Wiley & Sons. (高分子材料黏弹性理论的经典著作，详细描述松弛现象及数学模型)
SAE International. SAE J2980: Laboratory Testing of Stress Relaxation in Plastics. (针对塑料应力松弛测试的行业标准，包含扭转测试相关内容)
ASTM International. ASTM D2990: Standard Test Methods for Tensile, Compressive, and Flexural Creep and Creep-Rupture of Plastics. (虽然主要针对拉伸等，但原理相通，是评估塑料长期性能的基础标准，常引申用于理解扭转下的松弛)

网络扩展解释

扭应力松弛是应力松弛现象在扭转应力状态下的具体表现形式，指材料或构件在恒定扭转应变下，其内部剪切应力随时间逐渐降低的过程。以下是详细解释：

1.核心定义

应力松弛：在总应变（弹性+塑性变形）保持恒定的条件下，材料内部的应力因粘弹性或塑性变形而随时间逐渐减小。例如，橡皮筋被拉长后固定两端，张力会缓慢降低。
扭应力松弛：特指材料在受扭转作用时，剪切应力（即扭应力）随时间的松弛现象。例如，机械传动轴在固定扭转角度下长期运行，其传递的扭矩会逐渐减小。

2.物理机理

粘弹性效应：材料内部的粘性应变随时间增长，导致弹性应变减少，从而使剪切应力下降。
塑性变形：高温或长期负载下，材料发生微观滑移或位错运动，部分弹性变形转化为永久塑性变形，应力随之降低。

3.影响因素

材料类型：高分子材料（如橡胶）的粘弹性行为显著，更易发生松弛；金属材料在高温下也会出现松弛。
温度：温度升高会加速分子链或晶格滑移，加剧应力松弛。
初始应力水平：初始应力接近材料比例极限时，松弛现象更明显。

4.工程应用与应对措施

预应力构件：如桥梁中的预应力钢筋需采用低松弛钢材或超张拉工艺，以减少长期应力损失。
机械部件：高温环境下的轴承需设计防旋转机构，防止因应力松弛导致脱落。

5.与蠕变的区别

应力松弛：应变恒定，应力下降（如固定长度的弹簧拉力减弱）。
蠕变：应力恒定，应变随时间增加（如悬挂重物的金属丝逐渐伸长）。

扭应力松弛是材料在恒定扭转应变下应力自然衰减的现象，需结合材料特性、温度及负载条件综合评估，对机械、建筑等领域的长效安全性设计尤为重要。