
【医】 springlike phenomenon
bedspring; spring
【医】 spring
phenomenon; appearance
【化】 phenomenon
【医】 phenomenon
【经】 phenomenon
弹簧性现象(Elasticity Phenomenon)指材料或物体在外力作用下发生形变,当外力撤除后能够完全恢复其原始形状和尺寸的物理特性。这一概念在物理学和工程学中具有核心地位,其本质是材料内部原子或分子间的结合力抵抗形变并驱动恢复的过程。
弹簧性区别于塑性形变的关键在于其形变的可逆性。例如,弹簧受压后缩短,压力消失即回弹至原长,体现了分子间作用力(如共价键、金属键)的能量储存与释放机制。
在弹性限度内,应力(σ)与应变(ε)呈线性正比,即 $$ sigma = E cdot epsilon $$,其中比例常数E为弹性模量(杨氏模量),表征材料抵抗形变的能力。
外力做功转化为材料内部的弹性势能,形变恢复时该能量以机械能形式释放,系统机械能总和保持不变(忽略内摩擦等耗散因素)。
弹簧、减震器、联轴器等部件依赖弹性形变实现缓冲、储能或力传递功能,如汽车悬架系统通过螺旋弹簧吸收路面冲击。
弹性模量是材料选型的关键参数。例如,航空航天领域需高弹性模量合金(如钛合金)以确保结构刚度。
人体肌腱、血管壁的弹性特性维持生理功能,动脉血管通过弹性扩张缓冲心脏泵血压力。
特性 | 弹簧性现象 | 塑性现象 |
---|---|---|
形变可逆性 | 完全可逆 | 不可逆 |
能量转化 | 机械能↔弹性势能 | 机械能→热能 |
微观机制 | 原子间距弹性变化 | 晶格滑移/位错运动 |
注:术语定义参考《现代汉语词典》(第7版)第123页及《英汉综合科技大词典》"Elasticity"词条。深入解析可参阅机械工程手册(如Shigley's Mechanical Engineering Design, Chap 2)。
“弹簧性现象”在不同领域中有不同的解释,以下是两种主要情境下的含义及特点:
在化学平衡领域,弹簧现象用于描述系统对外界条件变化的响应。当外界施加压力(如改变浓度、压力或温度)时,系统会通过调整自身状态来抵抗这种变化,但无法完全恢复原状。例如:
在路基施工中,指土壤因含水量过高或粘性过大,碾压时出现弹性变形,导致无法压实。具体表现为:
该现象的核心是“弹性抵抗与部分恢复”,既可用于解释化学平衡的动态调整,也可描述工程材料的异常形变。需根据具体场景区分其应用。
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