塑性鉸英文解釋翻譯、塑性鉸的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 plastic hinge

分詞翻譯：

塑的英語翻譯：

model; mold

鉸的英語翻譯：

bore with a reamer; ream

專業解析

塑性鉸（Plastic Hinge）是結構工程和材料力學中的重要概念，指結構構件（如梁、柱）在承受荷載時，局部區域因應力超過材料屈服強度而發生不可恢複的塑性變形，從而形成類似鉸鍊的轉動能力區域。其核心特征如下：

一、中文術語解析

塑性（Plasticity）
指材料在卸載後不能完全恢複原狀的特性，區别于彈性變形。當截面應力達到屈服極限時，材料進入塑性狀态，産生永久變形。
鉸（Hinge）
在力學中象征可自由轉動的連接點。塑性鉸并非真實鉸鍊，而是構件因塑性變形積累形成的等效轉動區域，允許截面發生有限轉動。

二、英文對應概念：Plastic Hinge

定義：A section in a structural member where bending moment reaches theyield capacity, enabling rotation without significant increase in moment resistance .
關鍵特性：
- 彎矩飽和：截面彎矩達到極限抗彎承載力（(M_p)），形成 (M-theta) 曲線中的“平台段”。
- 轉動能力：在保持承載力基本不變的前提下，截面可發生塑性轉動（(theta_p)），耗散地震能量。
- 位置固定：通常出現在彎矩最大處（如梁端、柱腳），隨荷載增大可能形成多個塑性鉸。

三、工程意義與設計應用

結構耗能機制
塑性鉸是結構延性設計的核心，通過可控塑性變形吸收地震能量，避免脆性破壞。例如，在框架結構中設計“強柱弱梁”，迫使梁端先于柱端形成塑性鉸。
極限狀态标志
塑性鉸的充分發展标志着結構達到承載能力極限狀态，需滿足：

[ thetap geq theta{u} - theta_{y} ]

其中 (theta_u) 為極限轉角，(theta_y) 為屈服轉角。
破壞模式控制
鋼筋混凝土結構中，通過配筋約束（如箍筋加密）提升塑性鉸區混凝土的極限壓應變，防止過早壓潰。

權威參考來源

理論定義
Chen, W.F. & Lui, E.M. Structural Stability: Theory and Implementation. Elsevier. （塑性鉸的力學模型與轉動能力分析）

設計規範
American Concrete Institute (ACI). ACI 318-19: Building Code Requirements for Structural Concrete. （第18章：抗震設計中的塑性鉸區配筋要求）

工程應用
Federal Emergency Management Agency (FEMA). FEMA P-1050: Seismic Design of Steel Structures. （第7章：塑性鉸在鋼框架抗震設計中的實現方法）

材料行為
Callister, W.D. Materials Science and Engineering: An Introduction. John Wiley & Sons. （第8章：材料塑性變形機制與屈服準則）

四、與普通鉸的區别

特性	塑性鉸	理想鉸
轉動機制	需持續彎矩維持轉動	零彎矩自由轉動
變形恢複	不可恢複的塑性變形	可恢複的彈性變形
能量耗散	通過滞回耗能	無能量耗散
存在條件	僅在極限荷載下出現	始終存在

塑性鉸是結構延性失效模式的物理體現，其設計直接關系到建築在大震中的安全性。工程師通過控制塑性鉸的位置、轉動能力和數量，實現“損傷可控”的抗震目标，體現了現代結構設計中以柔克剛的智慧。

網絡擴展解釋

塑性鉸是結構工程中的重要概念，特指構件在達到塑性變形階段後形成的特殊受力區域。以下從定義、特性、與理想鉸區别及工程應用四個方面進行解釋：

一、定義與形成機理

塑性鉸是結構構件（如梁、柱）截面在彎矩作用下，受拉區鋼筋屈服後形成的局部可轉動區域。當截面彎矩達到極限彎矩時，材料進入塑性階段，此時該區域雖産生不可逆變形，但仍能維持承載能力，并允許相鄰截面産生有限相對轉角，形成類似鉸接的力學行為。

二、核心特性

有限轉動能力：在保持極限彎矩的同時，可産生0.01-0.03弧度的轉角（與配筋率、材料性能相關）；
彎矩維持特性：塑性鉸形成後，截面彎矩不再增加，但轉動能力持續存在；
區域化分布：并非集中于一點，而是分布在構件長度約(1~2)倍截面高度的範圍内；
能量耗散機制：通過塑性變形吸收地震能量，是抗震設計的關鍵環節。

三、與理想鉸的對比

特征	塑性鉸	理想鉸
彎矩承載	可承受極限彎矩	不能承受彎矩
轉動方向	單向（僅彎矩作用方向）	自由雙向轉動
分布範圍	局部區域（非點狀）	理想幾何點
材料狀态	材料已進入塑性階段	無材料變形要求

四、工程應用要點

抗震設計：通過“強柱弱梁”原則，引導塑性鉸優先在梁端形成，避免柱鉸導緻結構倒塌；
内力重分布：在超靜定結構中，塑性鉸的出現使彎矩向未屈服截面轉移，提高結構承載力；
彎矩調幅設計：利用塑性鉸特性，允許減小彈性計算彎矩值（通常調幅幅度不超過30%）；
破壞預警機制：塑性鉸的可見變形為結構破壞提供明顯預警，符合“延性破壞”設計要求。

公式表達（截面極限彎矩）： $$ M_u = A_s f_y left( d - frac{a}{2} right) $$ 其中：$A_s$為鋼筋面積，$f_y$為屈服強度，$d$為有效高度，$a$為受壓區高度。

需注意塑性鉸的轉動能力受混凝土極限壓應變（約0.003-0.004）和鋼筋延性限制，設計中需通過配筋率控制（如ρ≤0.75ρ_bal）保證足夠延性。