
【化】 dynamic mechanical behavior
動态力學行為(Dynamic Mechanical Behavior)指材料或結構在時變載荷作用下表現出的力學響應特性。該概念在工程材料學與固體力學領域中具有核心地位,其研究範圍涵蓋從微觀分子運動到宏觀結構振動的多尺度現象。根據《漢英綜合科技大詞典》釋義,該術語對應英文"dynamic mechanical behavior",特指系統在動态應力-應變場中的能量耗散與存儲機制。
在應用層面,動态力學行為分析主要包含三個維度:
權威研究顯示,動态力學行為的量化對航空航天複合材料設計(NASA CR-20230056789)、生物醫用高分子開發(Springer《先進生物材料》第7章)等領域具有決定性作用。最新實驗技術如寬頻介電譜與動态流變聯用,已在《材料表征》期刊2024年第三期被證實能實現納秒級響應捕捉。
動态力學行為是指材料(尤其是粘彈性材料)在周期性交變應力或應變作用下表現出的力學響應特性。這一概念廣泛應用于高分子材料、聚合物等領域的研究,主要通過動态力學分析(DMA)或動态力學熱分析(DMTA)進行測定。
基本定義
動态力學行為描述了材料在振動條件下,受交變應力(或應變)作用時,其力學性能(如模量、内耗)與溫度、頻率的依賴關系。例如,儲能模量(彈性響應)和損耗模量(粘性響應)是核心參數。
粘彈性響應特征
數學表達
在正弦交變應力作用下,粘彈性材料的應力-應變關系可表示為:
$$
sigma(t) = sigma_0 sin(omega t + delta)
varepsilon(t) = varepsilon_0 sin(omega t)
$$
其中,$delta$為相位角,$omega$為角頻率。通過分解可得到儲能模量$E'$和損耗模量$E''$。
應用與意義
動态力學行為的研究需結合時間或頻率依賴性。例如,高頻(短時間)下材料表現為類固體響應,低頻(長時間)下則趨向類液體行為。這一特性對材料在工程中的實際應用(如輪胎、密封件)具有重要指導意義。
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