土木工程材料的变形性质及弹性模量

2023-09-01 理论教育版权反馈

【摘要】：常见土木建筑工程材料的弹性模量如表1.2所示。表1.2几种常用土木材料的弹性模量2.塑性变形当外力除去后，材料仍保留一部分残余变形且不产生裂缝的性质称为塑性。图1.4低碳钢的变形曲线3.徐变材料在恒定应力作用下，其应变随时间而缓慢增长，这种现象称为材料的徐变或蠕变。

1.弹性变形

材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，变形能完全恢复的性质称为材料的弹性，材料发生这样的变形就是弹性变形（Elastic Deformation），其变形值大小与外力成正比。受力后材料的应力与应变的比值称为材料的弹性模量，即

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式中　σ──材料所受的应力（MPa）；

ε──在应力作用下的应变。

E──弹性模量（MPa），是土木建筑工程结构设计和变形验算所依据的主要参数之一。

常见土木建筑工程材料的弹性模量如表1.2所示。

表1.2　几种常用土木材料的弹性模量（104MPa）

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2.塑性变形

当外力除去后，材料仍保留一部分残余变形且不产生裂缝的性质称为塑性。这部分残余变形称为塑性变形（Plastic Deformation）或永久变形，属不可逆变形。实际上，完全发生弹性变形的材料是没有的。当材料所受外力在一定范围内，材料产生弹性变形；当外力超出一定限度后，便出现明显的塑性变形。如低碳钢，当应力值低于屈服强度时，材料发生弹性变形；当受力超过屈服强度，材料的变形便表现出明显的塑性变形。准确地讲，大多数材料都是弹塑性材料。低碳钢的变形曲线充分说明这一点，如图1.4所示。

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图1.4　低碳钢的变形曲线

3.徐变

材料在恒定应力作用下，其应变随时间而缓慢增长，这种现象称为材料的徐变（Creep）或蠕变。徐变是塑性变形的特殊形式。

材料的徐变与应力成正比，即外力越大，徐变越大；外力过大，将使材料趋于破坏。受初期，材料的徐变速度较快，后期逐步趋于稳定。晶体材料的徐变很小，而非晶体材料及合成高分子材料的徐变较大。如混凝土在长期荷载作用下发生的变形。

土木工程材料的变形性质及弹性模量

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