
【化】 delayed elastic deformation
推遲彈性形變(Delayed Elastic Deformation)是材料力學中描述材料在持續應力作用下發生時間依賴性形變的重要概念。其英文對應術語為“delayed elastic deformation”或“retarded elastic deformation”,指材料受外力後并非立即産生全部彈性形變,而是部分形變會隨時間推移逐漸顯現的現象。
從微觀機制分析,該現象主要源于材料内部結構的粘彈性響應。以高分子聚合物為例,其分子鍊段在外力作用下需要克服分子間作用力才能重新排列,這種分子運動的時間延遲導緻形變滞後于應力加載(參考《ASM材料工程手冊》)。金屬材料在高溫環境下也會因位錯運動的溫度敏感性出現類似行為(《材料科學基礎》,清華大學出版社)。
工程應用領域中,推遲彈性形變對精密儀器制造、航空航天材料設計具有顯著影響。例如在渦輪葉片設計中,工程師需通過時間-溫度等效原理(Time-Temperature Superposition Principle)預測材料在長期服役中的形變累積(《工程材料力學行為》,Elsevier出版)。實驗測定時通常采用蠕變試驗機進行時長達千小時的持續觀測,相關測試标準詳見ASTM D2990規範文件。
推遲彈性形變(Delayed Elastic Deformation)是高分子材料(如橡膠、塑料等)在特定條件下表現出的特殊形變行為,具有以下特點:
定義與機制 當高聚物處于高彈态時(溫度介于玻璃化轉變溫度與黏流溫度之間),分子鍊段具有運動能力但整體分子鍊難以移動。在外力作用下,鍊段通過構象調整(如卷曲或伸展)産生形變,但分子間作用力導緻形變恢複需要時間。
核心特征
與普通彈性形變的區别 | 特性 | 普通彈性形變 | 推遲彈性形變 | |---|---|--| | 材料類型 | 金屬/晶體材料 | 高分子材料 | | 恢複速度 | 瞬時恢複(如彈簧) | 緩慢恢複(如橡膠緩慢回彈) | | 形變幅度 | 較小(通常<1%) | 較大(可達數百%) |
應用場景 常見于橡膠制品(如輪胎減震)、緩沖材料設計等領域,其延遲恢複特性可有效吸收沖擊能量。研究該現象對高分子材料加工(如注塑成型後的應力松弛)有重要指導意義。
這一現象的本質是高分子材料的粘彈性表現,結合了固體的彈性與液體的粘性特征,屬于高分子物理的核心研究内容之一。
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