
【化】 dynamic mechanical behavior
动态力学行为(Dynamic Mechanical Behavior)指材料或结构在时变载荷作用下表现出的力学响应特性。该概念在工程材料学与固体力学领域中具有核心地位,其研究范围涵盖从微观分子运动到宏观结构振动的多尺度现象。根据《汉英综合科技大词典》释义,该术语对应英文"dynamic mechanical behavior",特指系统在动态应力-应变场中的能量耗散与存储机制。
在应用层面,动态力学行为分析主要包含三个维度:
权威研究显示,动态力学行为的量化对航空航天复合材料设计(NASA CR-20230056789)、生物医用高分子开发(Springer《先进生物材料》第7章)等领域具有决定性作用。最新实验技术如宽频介电谱与动态流变联用,已在《材料表征》期刊2024年第三期被证实能实现纳秒级响应捕捉。
动态力学行为是指材料(尤其是粘弹性材料)在周期性交变应力或应变作用下表现出的力学响应特性。这一概念广泛应用于高分子材料、聚合物等领域的研究,主要通过动态力学分析(DMA)或动态力学热分析(DMTA)进行测定。
基本定义
动态力学行为描述了材料在振动条件下,受交变应力(或应变)作用时,其力学性能(如模量、内耗)与温度、频率的依赖关系。例如,储能模量(弹性响应)和损耗模量(粘性响应)是核心参数。
粘弹性响应特征
数学表达
在正弦交变应力作用下,粘弹性材料的应力-应变关系可表示为:
$$
sigma(t) = sigma_0 sin(omega t + delta)
varepsilon(t) = varepsilon_0 sin(omega t)
$$
其中,$delta$为相位角,$omega$为角频率。通过分解可得到储能模量$E'$和损耗模量$E''$。
应用与意义
动态力学行为的研究需结合时间或频率依赖性。例如,高频(短时间)下材料表现为类固体响应,低频(长时间)下则趋向类液体行为。这一特性对材料在工程中的实际应用(如轮胎、密封件)具有重要指导意义。
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