材料的弹性与滞弹性内含精选动图资料

2、弹性滞后效应
对MR于：理弛想豫弹弹性性体模，量不又同称应为力等频温率弹下性，模弹量性模量 是Mu相：同未的弛。豫对弹于性非模理量性又弹称性为体绝，热弹弹性性模模量量随应 力M：频称率为发动生态变模化量。，位于MR和MU之间
2、弹性滞后效应
应力频率过高，材料还没反应过来，内耗不大 应力频率过低，材料成分弛豫，内耗也不大
面缺陷
平
平
×衡 状
调节 过渡
衡 状
态 弛豫过程 态
1
2
需要一定的时间完成， 即弛豫时间，同时需 要越过一定的势垒， 即需要提供一定的激 活能。
3、内耗机制
1) 点阵中原子有序排列引起的内耗
➢ 晶体中间隙原子引起的内耗
12条棱边上的间 应间隙力隙位为位是零置时等完，效全，1，间等2隙，价原3 子的将。以所无规以方溶式占质据原这 些置子间都在隙具所位有置间有，隙间每原一子隙种总位位数 的上1随/3。机分布。
无应力作用时
体心立方
3、内耗机制
施加单向拉应力后，间隙原 子将沿拉伸方向排队，这种 现象称为应力感生有序。间 隙原子存在应力感生有序倾 向，对于应力产生的应变就 有弛豫现象。当晶体在这个 方向受到交变应力作用的时 候，间隙原子就在这些位置 上来回跳动，使应变落后于 应力，导致能量损耗。
3、内耗机制
1、弹性变形
在细晶强化、 固溶强化、析 出强化等作用 下，驱动位错 所需应力远高 于纯单晶。
1、弹性变形
所 占 比 例
所需驱动力
实际材料中，位错数量非常庞大，各位错 所处环境不同，所以驱动各位错所需应力 也不相同。最容易驱动的位错，和单晶的 情况，差异不大。
1、弹性变形
所 占 比 例
所需驱动力
位错网络强钉扎，不能脱钉 杂质原子弱钉扎，可脱钉
3、内耗机制
2) 与位错有关的内耗
再结晶退火可以降低位错密度
3、内耗机制
3) 与晶界有关的内耗 低温时，晶界的粘滞性 较大，即滑动的阻力较 大，而相对位移很小， 所以能量损耗较小。
高温时，晶界的粘滞性 变小，相对位移虽然增 大，但滑移的切应力很 小，所以能量的损耗也 比较小。
也就是说： 弹性阶段也会有极少量的位错运动，这些位错的 运动，有的是可逆的。但是，该过程中，原子之 间发生“摩擦”部分机械能将转变为热量。
1、弹性变形
所 占 比 例
所需驱动力
也就是说： 弹性阶段也会有极少量的位错运动
1、弹性变形
1、弹性变形
理想弹性体实际上是不存在的。 弹性材料（比如弓箭） 拉弓的时候：机械能不可能100%转换为弹 性能 放开的时候：弹性能也不可能100%转变为 箭的机械能
1、弹性变形
在应力的作用下产生的应变，与应力间存在三个关系：线性、 瞬时和唯一性。在实际情况下，三种关系往往不能同时满足， 称为弹性的不完整性。
1、弹性变形
2、弹性滞后效应
弹性后效指的是材料在弹性范围内受某一不 变载荷作用，其弹性变形随时间缓缓增长的 现象。在去除载荷后，不能立即恢复而需要 经过一段足够时间之后才能逐渐恢复原状。
2、弹性滞后效应
2、弹性滞后效应
在实际材料中有应变落后于应力现象，这种现象叫做滞弹性 （非瞬间加载条件下的弹性后效）
加载和卸载时的应力应变曲线 不重合形成一封闭回线 —— 弹性滞后环
0
e
弹性滞后环面积: 表示被金属不可逆方式吸收的能量
（即内耗）大小
2、弹性滞后效应
★大内耗材料（消振）： Cr13系列钢和灰铸铁的内耗大，是 很好的消振材料，常用作飞机的螺旋桨和汽轮机叶片、机床 和动力机器的底座、支架以达到机器稳定运转的目的。 ★小内耗材料（乐器）：对追求音响效果的元件音叉、簧片、 钟等，希望声音持久不衰，即振动的延续时间长久，则必须 使内耗尽可能小。
1、当应力频率很高时， 间隙原子来不及跳动， 也就不能产生弛豫过程， 所以不能产生内耗。
2、当应力频率很低时， 应变和应力完全同步变 化，也不能引起内耗。
3、在一定的温度下，由 间隙原子在体心立方点 阵中应力感生微扩散产 生的内耗峰与溶质原子 浓度成正比，浓度愈大， 内耗降就愈高。
3、内耗机制
1) 点阵中原子有序排列引起的内耗
➢ 晶体中置换原子引起的内耗
在置换式固溶体中单个的溶质原子所能引起的点 阵畸变完全是对称性的，对于对称性畸变不存在 应力感生有序倾向，不能引起内耗。 两个相邻的溶质原子会组成原子对这样便会产生 不对称畸变，从而引起内耗。
3、内耗机制
1) 点阵中原子有序排列引起的内耗
3、内耗机制
2) 与位错有关的内耗
3、内耗机制
3) 与晶界有关的内耗
晶粒愈细， 晶界多，则 内耗峰值愈 大。
3、内耗机制
3) 与晶界有关的内耗
A、晶粒愈细，晶界愈多，则内耗峰值愈大 B、杂质原子分布于晶界，对晶界起着钉扎 作用，从而可使晶界峰值显著地下降，当杂 质的浓度足够高时，晶界峰可完全消失。 因此晶界内耗的测量可用于研究与晶界强化 有关的问题。
2、弹性滞后效应
2、弹性滞后效应
振幅的拟合函数
材料震荡衰减曲线
2、弹性滞后效应
弛豫时间越长的过程，内耗峰值所对应的频率越低。 例如：置换原子的扩散比间隙原子的扩散就要难得多， 所以只能在极低的频率下产生内耗。
3、内耗机制
内耗是材料内部的内耗源在应力作用下的行
为的本质反映。
各类点缺陷、线缺陷、
3、内耗机制
3) 与晶界有关的内耗
杂质原子分布于晶界， 对晶界起着钉扎 作用，从而可使晶界 峰值显著地下降，当 杂质的浓度足够高时， 晶界峰可完全消失。
3、内耗机制
3) 与晶界有关的内耗
3、内耗机制
4）热弹性内耗 金属受热便会产生膨胀，如果在绝热的
条件下把金属拉长，则温度必然降低。当一 个很小的应力突然加于金属试样时，如整个 试样受力均匀，则在试样的每一点都要发生 同样的温度变化。如试样的各点受力不均， 就必然会造成温度差而产生热流。对于试样 的各部分来说，热量的流入和流出都要导致 附加的应变产生，这种非弹性行为所引起的 内耗称为热弹性内耗。
材料的Baidu Nhomakorabea性与滞弹性
目录
1、弹性变形与 2、弹性滞后效应 3、内耗机制 4、膨胀合金
1、弹性变形
1、弹性变形
1、弹性变形
滑移面
变形前晶体结构 弹性变形
塑性变形
1、弹性变形
1、弹性变形
过0.2%做平行线，得到屈服应力。
1、弹性变形
纯金属的强度都很低，为了排除细晶强化效 应，以单晶为例，驱动位错所需应力如下： 纯铁：10 MPa左右 纯铝：10 MPa左右 纯镁：1 MPa左右