蠕變曲線英文解釋翻譯、蠕變曲線的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 creep curve
分詞翻譯:
蠕變的英語翻譯:
【化】 creep; creep deformation
曲線的英語翻譯:
curve
【醫】 curve
【經】 curve
專業解析
蠕變曲線 (rú biàn qū xiàn),英文對應術語為creep curve,是材料科學和固體力學中描述材料在恒定應力和溫度下,其變形(應變)隨時間變化的典型關系圖。它直觀地反映了材料在長期載荷作用下的變形行為,對于評估材料在高溫或持久載荷下的性能至關重要。
1. 術語構成與核心含義:
- 蠕變 (Creep): 指固體材料在低于其屈服強度的恒定應力作用下,隨時間推移而發生的緩慢、連續的塑性變形現象。這種現象在高溫環境下尤為顯著,但室溫下某些材料(如聚合物、冰)也可能發生。
- 曲線 (Curve): 指在坐标系中繪制的圖形。在蠕變研究中,通常以時間 (Time) 為橫坐标 (X軸),以應變 (Strain) 為縱坐标 (Y軸)。
- 蠕變曲線 (Creep Curve): 因此,蠕變曲線特指在恒定應力和恒定溫度條件下,材料的應變隨時間增加而變化的函數關系圖形。它描繪了材料從加載瞬間到最終斷裂(或達到特定壽命)的整個變形曆程。
2. 典型蠕變曲線的特征階段:
一條完整的蠕變曲線通常包含四個特征階段:
- 瞬時彈性變形階段 (Instantaneous Elastic Deformation): 加載瞬間發生的、可恢複的彈性應變。在曲線上表現為時間接近于零時的一個初始應變跳躍。
- 第一階段蠕變 / 減速蠕變階段 (Primary Creep / Transient Creep): 應變率(單位時間的應變量)隨時間逐漸減小的階段。此階段材料内部發生應變硬化,抵抗變形的能力增強。
- 第二階段蠕變 / 穩态蠕變階段 (Secondary Creep / Steady-State Creep): 應變率保持相對恒定的階段。這是蠕變曲線中最長的階段,材料内部的應變硬化與回複(如位錯攀移)達到動态平衡。該階段的恒定應變率是工程設計中評估材料高溫持久性能的關鍵參數。
- 第三階段蠕變 / 加速蠕變階段 (Tertiary Creep): 應變率隨時間急劇增大的階段,直至材料斷裂。此階段通常伴隨着材料内部的微觀損傷累積(如頸縮、空洞形成、晶界滑移、裂紋擴展等)。
3. 工程應用與重要性:
蠕變曲線是理解和預測材料在高溫服役條件下(如航空發動機葉片、電站鍋爐管道、核反應堆部件)長期變形和失效行為的基礎。通過分析蠕變曲線,工程師可以:
- 确定材料的穩态蠕變速率,這是評估材料高溫抗變形能力的主要指标。
- 預測材料在特定應力和溫度下的蠕變壽命或斷裂時間。
- 研究不同因素(如應力水平、溫度、微觀結構、環境)對材料蠕變性能的影響。
- 為高溫部件的安全設計和壽命評估提供關鍵數據。
參考來源:
- 材料力學/固體力學經典教材:如 Callister Jr., W.D. & Rethwisch, D.G. 的 Materials Science and Engineering: An Introduction (來源:Wiley) 或 Dowling, N.E. 的 Mechanical Behavior of Materials (來源:Pearson) 均對蠕變現象和蠕變曲線有詳細闡述。
- 工程材料手冊:如 ASM International 出版的 ASM Handbook 系列(特别是涉及高溫合金、失效分析等卷冊)提供了工程材料的蠕變數據和曲線分析 (來源:ASM International)。
- 專業研究論文與綜述:發表在 Materials Science and Engineering: A, Acta Materialia, International Journal of Plasticity 等期刊上的論文是獲取特定材料蠕變行為最新研究進展的權威來源 (來源:ScienceDirect, SpringerLink 等學術數據庫)。
網絡擴展解釋
蠕變曲線是描述材料在恒定應力和溫度下,應變隨時間變化的曲線,尤其在高溫環境下對金屬材料的研究和工程應用具有重要意義。
核心特征與階段劃分
-
基本定義
蠕變曲線反映了材料在恒定應力、溫度下,隨時間發生的緩慢塑性變形過程。其起點為加載後的瞬時應變(包含彈性與塑性應變),但該部分不屬于蠕變本身。
-
典型三階段
- 減速階段(Ⅰ階段):蠕變速率隨時間遞減,對應材料内部位錯運動的初期調整。
- 穩态階段(Ⅱ階段):蠕變速率趨于恒定,此時變形與回複達到動态平衡,常作為材料抗蠕變性能的評估依據。
- 加速階段(Ⅲ階段):因材料内部出現裂紋或頸縮,蠕變速率急劇增加直至斷裂。
-
影響因素
溫度或應力升高會縮短Ⅱ階段甚至直接進入Ⅲ階段,例如高溫燃氣輪機葉片設計中需重點考慮蠕變強度。
應用與擴展
- 材料範圍:主要針對金屬(如鋁、銅等),但在陶瓷、高分子等材料中也有類似現象。
- 數學表達:部分研究通過分段公式描述各階段,如減速階段的$epsilon = beta t^{1/3}$與穩态階段的$epsilon = kappa t$。
如需進一步了解不同材料的蠕變特性,可參考(金屬)和(木材)等來源。
分類
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