
【化】 plastic strain
塑性應變(Plastic Strain)是材料在承受應力超過其彈性極限後發生的不可逆形變現象。在漢英詞典中,該術語對應英文“plastic strain”,常用于材料力學、工程學等領域,描述材料進入塑性變形階段後的永久性結構變化。
從物理機制看,塑性應變源于材料内部晶格結構的滑移和位錯運動。當外力作用使材料越過屈服強度時,原子層間會産生不可恢複的相對位移。這種變形特點顯著區别于彈性應變(外力撤銷後恢複原狀)。
典型計算公式為: $$ varepsilonp = varepsilon{total} - varepsilon_e $$ 其中$varepsilonp$為塑性應變,$varepsilon{total}$為總應變,$varepsilon_e$為彈性應變分量。該公式源自《工程材料力學行為》(ISBN 978-7-111-58439-5)第三章。
工程應用中,塑性應變分析對結構安全評估至關重要。例如在金屬成型工藝中,需精确控制塑性應變分布以避免材料破裂;在土木工程領域,地基的塑性應變累積可能引發建築物沉降。國際标準ASTM E8/E8M-22中詳細規定了相關測試方法。
塑性應變是材料在外力作用下發生不可逆永久變形的力學概念,具體解釋如下:
塑性應變指材料受到超過彈性極限的應力時,産生的不可恢複的永久變形。例如金屬材料被彎曲後無法自動恢複原狀的現象,就是塑性應變的典型表現。
特性 | 彈性應變 | 塑性應變 |
---|---|---|
恢複性 | 外力移除後完全恢複 | 外力移除後永久殘留 |
應力範圍 | 低于屈服點 | 超過屈服點 |
能量變化 | 能量可逆 | 能量耗散 |
典型材料 | 彈簧、橡膠 | 金屬、混凝土 |
在複雜三維應力狀态下,通過數學等效方法将多向應變轉化為單軸拉伸對應的應變值。其計算公式基于第四強度理論: $$ epsilon{eq}^p = sqrt{frac{2}{3} epsilon{ij}^p epsilon{ij}^p} $$ 其中$epsilon{ij}^p$為塑性應變張量分量。
需要更詳細的專業公式推導或工程案例,可參考《塑性力學基礎》等教材。
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