
【化】 elastic solid; Hookean body
弹性固体(Elastic Solid)是指在外力作用下能发生形变,并在外力撤除后能完全恢复原始形状和尺寸的连续介质材料。其核心特性遵循胡克定律(Hooke's Law),即应力与应变成正比关系。以下是详细解释:
弹性形变
弹性固体在受力时产生可逆形变,微观上表现为原子间距的微小改变,能量以势能形式储存。形变极限称为弹性极限,超过此极限将进入塑性变形阶段 。
数学表达为:
$$ sigma = E cdot epsilon $$
其中 $sigma$ 为应力,$epsilon$ 为应变,$E$ 为杨氏模量(Young's Modulus)。
各向同性与各向异性
弹性模量
表征材料抵抗形变能力,包括:
三者关系:$G = frac{E}{2(1+ u)}$, $K = frac{E}{3(1-2 u)}$ 。
泊松比($ u$)
描述横向应变与轴向应变比值,典型值范围 $-1 leq u leq 0.5$。橡胶 $ u approx 0.5$(近似不可压缩),软木 $ u approx 0$。
滞弹性(Anelasticity)
部分材料(如高分子)在弹性恢复过程中存在时间依赖性形变,表现为应力-应变曲线的滞后回线,能量以热能形式耗散 。
权威参考来源
弹性固体是指在外力作用下发生形变、且能在外力撤除后恢复原状的固体材料。以下从定义、特性及相关概念进行分点解释:
弹性固体结合了固体的形态稳定性与弹性形变的可逆性,其行为可通过应力-应变关系描述,具体表现为$$ sigma = E cdot epsilon $$(胡克定律),其中$sigma$为应力,$E$为弹性模量,$epsilon$为应变。
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