
【化】 hyperelastic
exceed; go beyond; overtake
【計】 hyperactive
【醫】 per-; ultra-
ball; bomb; flip; pellet; play; shoot; spring
【醫】 bomb; bullet
在材料科學領域,"超彈性的"(hyperelasticity/superelasticity)指材料在承受極大形變(通常超過5%)後仍能完全恢複原始形狀的物理特性。該術語對應的英文表述存在細微差異:
超彈性機理
這種現象源于材料在應力作用下發生的可逆相變(如形狀記憶合金的奧氏體-馬氏體轉變),或高分子材料交聯網絡結構的熵彈性恢複機制。美國材料試驗協會标準ASTM F2004将其定義為"非線性彈性變形能力"。
典型應用材料
工程學量化模型
常用Mooney-Rivlin方程描述超彈性行為:
$$ W = C_{10}(overline{I}1 - 3) + C{01}(overline{I}_2 - 3) $$
其中W為應變能函數,C為材料常數(《連續介質力學基礎》第4版)。
超彈性(Hyperelasticity)是描述材料非線性彈性行為的力學模型,其核心特征是通過彈性勢能函數定義應力-應變關系,且在卸載後應變可完全恢複。以下是詳細解釋:
超彈性材料存在一個彈性勢能函數(應變能密度函數),該函數是應變張量的标量函數,其對應變分量的導數為對應的應力分量。與線彈性不同,超彈性的應力-應變關系呈非線性,適用于大變形場景(如橡膠拉伸)。
僞彈性(如形狀記憶合金的超彈性)也表現為卸載後應變恢複,但機制不同:超彈性源于彈性勢能函數,而僞彈性由應力誘發馬氏體相變及其逆相變實現。兩者的核心區别在于恢複機制,但實際中常被混淆使用。
擴展閱讀:若需了解具體超彈性模型(如Mooney-Rivlin、Ogden模型)或工程應用案例(如密封件設計),中的仿真分析及材料參數設置方法。
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