请教一下关于物质力学性质的几个概念(如弹性、塑性、超弹性、超塑性等)

yymaverick

概念有点模糊，请高手澄清一下：

弹性、亚弹性、超弹性

塑性、超塑性

粘性

粘弹性、粘塑性、粘弹塑性、弹粘塑性

seaseastar

弹性指物质在外力作用下发生变形和改变尺寸，卸载后恢复至原尺寸的无能量损失的可逆行为。来自于原子之间的作用力，一般为线性关系，且一般不考虑时间效应。（可想象为弹簧）

亚弹性一般指可逆的非线性的弹性。

超弹性指物质在外力作用下产生远大于其弹性极限应变量的应变，在卸载时应变可自动恢复的可逆行为。多半是高分子或橡胶一类材料。

塑性指在大于屈服应力的外力作用下发生不可逆的永久性变形，一般来源于位错。有能量损失，多半产生热。与变形速率有关系。

超塑性指在外力作用下发生不可逆的永久性变形，一般为晶界导致的变形。同样有能量损失，与变形速率有关系，与塑性的区别在于断裂前的应变量远大于一般的塑性变形，可达到百分之百甚至以上的变形量。

粘性一般指流体在受到剪切力的时候产生的永久性变形，与物质内部的分子摩擦有关。如果变形速率与应力成线性关系的称为牛顿体。（可想象为dashpot)

到此为止应该都是单一的性能，都有特定对应的一类本构方程来描述变形与外力的关系。例如：胡克定律对应弹性，应力与应变本构方程对应塑性，应力与应变速率本构方程对应粘性。。。。往下就是同一种材料具有多种性能，可以采用不同的材料本构方程的组合来描述物质在外力作用下的变形。

粘弹性指同时具有弹性和粘性，即同时可用胡克定律和粘度方程描述的物体。(可想象为dashpot+spring)

粘塑性指同时具有粘性和塑性。当物体在外力作用下应力状态达到某临界值时,有屈服和流动现象发生,

剩下两个没研究过。估计是不是来自于混凝土一类的材料？

yymaverick

感谢楼上的回复。
如果将变形分为与时间有关和与时间无关两类，则前者包含弹性(E)和塑性(P)，后者表现为粘性(t)，那么粘性变形是否又可以分为弹性(卸去外力后变形可随时间恢复，tE)和塑性(卸去外力后变形随时间不可恢复，tP)。这样E、P、tE、tP组合可有15种(C(1,4)+C(2,4)+C(3,4)+C(4,4))，如E、P、tE、tP；E-P、E-tE、E-tP、P-tE、P-tP、tE-tP；E-tE-tP、P-tE-tP、E-P-TE、E-P-TP；P-E-tE-tP；一般常用的名词有8种：弹性、塑性、粘性、弹塑性、粘弹性、粘塑性、弹粘塑性、粘弹塑性。15种组合与8种常用名词之间是什么样的对应关系呢？或者说15种组合中那些是不可能存在的或尚未考虑到的？

seaseastar

看来楼主似乎偏纯力学以及想用纯数学的方式来描述问题。试着用版主的思维来想了一下，估计楼主是想问这些性能的组合是否有完全的材料本身以及常用名词对应？？

弹性和塑性确实基本不考虑时间效应，（基于一般变形速率与弹力波的传播速率相差很远），而粘性考虑时间。楼主刚好写反。估计是笔误。但楼主后面提到的粘性变形把弹性和塑性分开就是粘弹性（viscoelastic)和粘塑性(viscoplastic)的范畴（你可以用dashpot+spring,并联或串连以及多个子结构结合来考虑），不建议那么分的。其实在实际材料当中，弹性很多时候也是跟时间相关的，例如anelasticity, 就是一种可以回复的变形，可以统理解为滞性。来源很多，不单单是前面提到的原子之间的静电力；也有位错结构而导致的能量积累；甚至还有内部结构，譬如复合结构所积累的能量。如果想配组合，在弹性，塑性，粘性之外建议加上滞性吧，就是与时间有关的可回复弹性，与时间无关弹性一样，不一定是线性的。抱歉我确实找不出那么多中文名词一一给你对应。很多名词之下其实包含和好几个意思，例如viscoelastic,除了粘性，你还可以把与时间有关和无关的弹性都放进去，

任何材料的力学性能都是复杂的，保罗万象，问题在于什么是主要的，什么是次要的; 什么时间段内考虑问题。基础的就那么几个，看本构方程到底是跟哪几个参数有关。另外譬如地球的岩石层，在我们可以看到的以年，月，日为基准的时间范围内是不考虑其粘性的，那就只有弹性和塑性。但以地球生命时段，亿年范围考虑则是粘性的。这就要看描述粘性的特征时间与你研究的时间段是个什么级数的关系，不可比就可省略粘性，可比就考虑粘性。