动态模量英文解释翻译、动态模量的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 dynamic modulus
分词翻译:
动态的英语翻译:
dynamic; dynamic state; trends
【经】 movement
模量的英语翻译:
【化】 modulus
专业解析
动态模量(Dynamic Modulus)的汉英词典释义与工程解析
在材料科学与工程力学领域,动态模量(Dynamic Modulus) 指材料在承受周期性交变应力(如振动、循环载荷)作用时,所表现出的复数模量(Complex Modulus)的绝对值。它表征了材料在动态(非静态)载荷条件下抵抗弹性变形与粘性流动的综合能力,是分析材料在振动、疲劳或高频载荷下力学行为的关键参数。
核心概念解析:
-
物理意义:
- 动态模量并非单一值,而是由两个分量构成:
- 储能模量(Storage Modulus, E'):反映材料弹性变形、储存可恢复能量的能力,代表其“刚性”或“弹性”部分。
- 损耗模量(Loss Modulus, E''):反映材料因内摩擦(粘性)耗散为热能的能量,代表其“粘性”或“阻尼”部分。
- 动态模量 |E| 是这两个分量的矢量和,计算公式为:
$$
|E^| = sqrt{(E') + (E'')}
$$
- 它综合量化了材料在动态载荷下的整体刚度(Stiffness)。
-
与静态模量的区别:
- 静态模量(Static Modulus)(如杨氏模量)通常在准静态或极低应变速率下测量,主要反映材料的纯弹性响应。
- 动态模量则在振荡载荷、特定频率和应变幅值下测量,其结果依赖于测试频率和温度。它同时捕捉了材料的弹性和粘性行为(粘弹性),更能反映材料在实际动态工况(如轮胎滚动、路面受车辆载荷、结构受风振)下的性能。
-
测试方法:
- 动态模量通常通过动态力学分析(DMA, Dynamic Mechanical Analysis) 或动态力学热分析(DMTA) 进行测量。测试时对试样施加正弦波形的应力或应变,测量其响应的应力/应变幅值及相位角差,进而计算出 E', E'' 和 |E*|。
- 在道路工程(如沥青混合料)中,常采用轴向压缩或间接拉伸试验,在特定温度、频率和加载条件下测定动态模量。
-
工程应用:
- 聚合物与复合材料:评估材料在振动环境下的刚度、阻尼特性、玻璃化转变温度(Tg)等,用于产品设计(如减震部件、运动器材)。
- 沥青与路面工程:是评价沥青混合料高温抗车辙、低温抗开裂及疲劳性能的核心指标,用于路面结构设计和材料选择。高动态模量通常意味着更好的抗变形能力。
- 粘弹性材料表征:是描述材料粘弹性(Viscoelasticity)本构关系的基础参数。
- 结构动力学:用于计算结构在动态载荷下的响应、固有频率和阻尼比。
权威参考来源:
- ASTM International (美国材料与试验协会): 标准 ASTM D638, ASTM D4065, ASTM D3497 等涉及聚合物动态力学性能测试;ASTM D3497 标准提供了塑料动态机械性能的标准试验方法,其中详细定义了动态模量等参数的测量。对于沥青混合料,ASTM D3497 标准提供了塑料动态机械性能的标准试验方法,其中详细定义了动态模量等参数的测量。来源:ASTM International Standards (如 ASTM D638, D4065, D3497 等)。
- 经典教材《材料力学》(Mechanics of Materials): 如 R.C. Hibbeler, James M. Gere 等著的教材,通常在讨论材料动态行为或粘弹性基础时会引入复数模量和动态模量的概念。来源:Hibbeler, R.C. Mechanics of Materials. Pearson Education.
- 道路工程权威指南《AASHTO Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (MEPDG)》: 将动态模量作为沥青混合料的关键输入参数用于路面响应计算和性能预测。来源:AASHTO. Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide.
- 学术期刊《Polymer Engineering & Science》《Journal of Materials in Civil Engineering》: 大量研究论文涉及各类材料动态模量的测试、建模与应用。来源:Peer-reviewed journals (e.g., Polymer Engineering & Science, Journal of Materials in Civil Engineering).
网络扩展解释
动态模量是描述材料在动态荷载(如周期性或非周期性变化荷载)作用下力学响应的参数,其定义为应力幅值与应变幅值的比值,同时受时间、频率及材料粘弹性特性的影响。以下是详细解释:
1.基本定义
动态模量 ( E(t) ) 是材料在动荷载中产生的应力与应变的瞬时比值,数学表达式为:
$$
E(t) = frac{sigma(t)}{varepsilon(t)}
$$
其中,( sigma(t) ) 和 ( varepsilon(t) ) 分别为随时间变化的应力和应变函数,( sigma ) 和 ( varepsilon ) 为振幅。
2.复数形式与粘弹性特性
由于材料存在粘弹性(即同时表现弹性和粘性行为),动态模量通常以复数形式表示:
$$
E^* = E' + iE''
$$
- 储能模量(( E' )):反映材料弹性响应,表征能量储存能力;
- 损耗模量(( E'' )):反映材料粘性响应,表征能量耗散能力。
3.与静态模量的区别
- 静态模量:在恒定荷载下测得,仅反映弹性变形;
- 动态模量:受荷载频率、温度、应变率等因素影响,更适用于实际动态环境(如车辆荷载对路面的作用)。
4.应用领域
- 道路工程:沥青混合料的动态模量用于评估路面抗变形能力,其值随温度升高或加载频率降低而减小;
- 建筑材料:如幕墙材料需通过动态模量分析其在风荷载下的稳定性。
5.影响因素
- 荷载特性:频率、幅值、作用时间;
- 材料特性:温度、内部粘弹性结构、相位差(应力与应变不同步)。
通过动态模量,可以更全面地评估材料在实际复杂荷载下的性能,尤其在需要抗疲劳和抗变形的工程场景中具有重要意义。
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