彈性與塑性

　　材料在外力作用下，將在受力的方向產(chǎn)生變形。根據(jù)變形的性質(zhì)分為彈性變形和塑性變形。

　　1.彈性

　　物體在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后變形能完全恢復(fù)，這種性質(zhì)稱(chēng)為彈性。這種能夠完全恢復(fù)的變形稱(chēng)為彈性變形，具有這種性質(zhì)的材料稱(chēng)為彈性體。彈性體的應(yīng)力—應(yīng)變曲線是一條閉合曲線，即彈性變形屬于可逆變形。如果應(yīng)力與應(yīng)變呈直線關(guān)系，即符合虎克定律，則該物體叫做虎克彈性體，公式中的比例常數(shù)正叫做該材料的彈性模量�；⒖硕�律表達(dá)式為：

　　式中ε——應(yīng)變，即單位長(zhǎng)度產(chǎn)生的變形量

　　σ——應(yīng)力，MPa

　　E——彈性模量，MPa

　　可見(jiàn)，彈性模量E值等于應(yīng)變?yōu)閘時(shí)的應(yīng)力值。E值越大，表明材料越不容易變形，即剛性好。彈性模量是材料的一個(gè)重要性質(zhì)，是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的重要參數(shù)。有些材料受力時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變不成比例關(guān)系，但去除外力后變形也能完全恢復(fù)，這類(lèi)物體叫做非虎克體，非虎克體的彈性模量不是一個(gè)定值。

　　2.塑性

　　材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后，有一部分變形不能恢復(fù)，這種性質(zhì)稱(chēng)為材料的塑性，這種不能恢復(fù)的變形稱(chēng)為塑性變形（或永久變形）。實(shí)際上純彈性變形的材料是沒(méi)有的，通常一些材料在受力不大時(shí)，表現(xiàn)為彈性變形，而當(dāng)外力達(dá)到一定值時(shí)，則呈現(xiàn)塑性變形實(shí)際生活中完全理想的塑性體和彈性體是不存在的。有些材料在應(yīng)力較小的范圍內(nèi)表現(xiàn)為彈性，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)某一范圍后表現(xiàn)為塑性。取消外力后，一部分變形能夠恢復(fù)，而一部分變形殘存下來(lái)。例如建筑鋼材，在受力不超過(guò)彈性極限時(shí)呈彈性，如果在彈性范圍內(nèi)卸載，則變形完全恢復(fù)，利用這一特性可生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。當(dāng)外力超過(guò)鋼材的彈性極限后，將產(chǎn)生不可恢復(fù)的塑性變形，且變形的同時(shí)能保持不斷裂，利用這一特性可對(duì)鋼材進(jìn)行彎曲、軋制等冷加工，得到所需的形狀。還有一些材料沒(méi)有明顯的彈性階段，從一開(kāi)始受力就是彈性變形與塑性變形同時(shí)產(chǎn)生，取消外力后彈性變形部分恢復(fù)，而塑性變形部分殘存。