外文翻译-应力应变的关系和行为

陈 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 1 扬州大学广陵学院 毕业设计（论文）外文资料翻译 教 科 部： 机 械 制 造 专 业： 机械设计 制造 及其自动化 姓 名： 陈 阳 学 号： 100007104 外 文 出 处： 附 件： 指导老师评语 签名： 年 月 日 陈 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 2 原文： of as as in of or in of to of of he of in of in is of In of as of or if If is it is as as is In or in of a is in in as of be by in of of is by 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 3 a to in In to to of of as an of to we as a as = L/L. as to be to = %/100, as do as = /106. In we of be to in We of as in of be 2 5, as be as an to of to an of (a), is to of a by k. is to x=P/k, it is (b), is to of a of m on a of to be so is a 0= g is of If a is Pan a =(Pm (is at t, a a=, it at a be (c), 陈 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 4 at a in a is an x 。 , is to of is c, so a of a 。 , in a is so is A be by a in a a as a a is of to of be to of is of is (d), as in a to a If a is an of is to as x so is to of /k if is a of If 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 5 is in of at be to in a of as to of or . of is s E= / (of P = k x, k: E= (of is 0= (to c is of is (. is 5.2 = c: (.3 .6 to in to of it is 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 6 to s , in is of in of in an to s to is to of a on a as in 5.1(b). of m be by a is to a as 5.3(a). of b) c). of of by a in so to at o. In c) a to so as a) is to b) c) .3 s to of is in a a) b), o of c), is of in 1 in o) 21 , (is to so 2 o to so is 02 , ( o) (is no in 2, is of is by a o, so in 2 - o). 2 02 , 01 (陈 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 7 of is to EE 1 21(is e, 1 2, 1 2 in .3 is to In is no in by an 0 in b) c) , an of 1 as as e, is to of 1. or p to of up to of as c), to of 陈 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 8 of to of is = 0. In a 1 It is = 0. at a = 1, is 1 is of =1, be a of of In at - is as if a We to of 2, be in to 陈 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 9 译文： 应力应变的关系和行为 述 形的典型模式 性变形 向异性材料 结 目标 熟悉弹性应变，塑性应变，稳态蠕变和瞬态蠕变等应变类型，以及每个用来表示应力 应变与时间相关的简单的流变类型。 探讨在各向同性材料中线性弹性变形的三维的应力应变关系，分析应力应变在多个方向上施加的相互作用力 扩展在各向异性材料中以及一些基体纤维复合材料中弹性形变的基本情况的知识。 述 工程材料发生变形的三种主要类型是弹性变形，塑性变形，蠕变变形。这些已经在金属聚合物和陶瓷行为的物理机制和一般趋势的观点的第 2章中被讨论过了，记得弹性变形与拉伸相关，但是不打破化学键。相比之下，这两种涉及原子的相对 位置变化的过程类型的非弹性变形，比如晶面滑移和链分子滑动。如果非弹性变形取决于时间，它被归类为蠕变，区别于不取决于时间的的塑性变形。 在工程设计和分析中，应力应变行为的方程描述，称为应力应变的关系或本构方程是很必要的。比如，在基础材料力学中，与线性应力 更复杂的几何和加载情况下，可以由弹性理论的形式使用相同的基本假设分析。现在经常利用被称为与数字计算机相关的有限元分析的数字科技来完成。 应力应变关系需要考虑在三维中的行为，除了弹性应变外 ，这个方程可能还需要包括塑性应变和蠕变应变。处理蠕变应变要引入时间作为一个额外的变量。不管用什么方法，对于特定的材料分析确定应力和变形总是需要适当的应力 于应力和应变的计算，我们把应变作为一个无量纲的量表达，来自于长度的变化， = L/L。因此，应变给定的百分比需要被转换成无量纲形式， = %/100，也可以把应变百分比做为微应变 = /106。 在本章中，我们将首先考虑一维应力应变行为和一些相应的弹性，塑性，蠕变变形的简单的物理模型。弹性变形的探讨将扩展到三个维度，从各向同性行为开始，在所有 的方向中的弹性性质是相同的。我们也会考虑在复合材料中各向异性的简单情况，其中的弹性性质随方向而变化。但是，三维塑性变形和蠕变变形行为探讨将分别推迟到第 12章和 15章。 陈 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 10 简单的机械装置，如线性弹簧、摩擦滑块和粘滞阻尼器，可以用于帮助理解变形的各种类型。四个这样的模型对于一个施加力的反应展示在图 样的装置和它们的组合被称为流变模型。 弹性变形，图 (a)，类似于一个简单的线性弹簧的行为，用常数 K 表示，这种变形都是成比例的力， x=P/k,，并且当它的力卸载时变形会恢复。塑性变形 ，图 5.1(b),类似于一个质量为 、静摩擦系数被认为是相等的，所以有一个临界动摩擦力 中 果施加一个恒定的力 P 个块做加速度运动， a =(P m (当这个力作用时间为 t，这个块移动的距离 a= ，它仍然是在这个新的位置。因此，该类型的行为产生永久变形， 蠕变变形可分为两种类型，稳态蠕变，图 c），在恒力作用下进行恒速运动，这种行为发生在一个线性阻尼情况下，一个恒定的速度单元x 。 ，与力成正比。比例常数是阻尼常数 C，因此，一个恒定的力 P值给出了一个恒定的速度， 。 ，导致了一个线性位移与时间的关系。当这个力撤去时，运动停止，所以这个变形是永久性的，不可恢复的。一个阻尼器可以通过将一个活塞放在一个充满粘性液体（如重油）的圆筒中构造出来，当施加一个力时，少量的油漏过活塞，使活塞移 动。运动的速度将与力的大小近似成比例，当所有的力撤去时位移将会保持。 陈 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 11 第二种蠕变类型，被称为瞬态蠕变，图 d），随着时间的推移减慢。这样的情况是发生在一个装有平行的阻尼和弹簧上，如果有一个恒定的力 形会随时间增加。但随着 此，这些小部分的力可以通过阻尼器获得，并且变形速率降低。如果力是维持很长一段时间变形值近似于 p / k，如果施加的力撤去，已经被延伸的弹簧，现在拉回阻尼器。这导致所有的变形是在极长的时间恢复。 流变模型可以用来表示轴 向载荷下一块材料的应力和应变，如图 模型常数与材料常数有关，与材料的长度或面积无关。对弹性形变来说，应力应变之间的常数是弹性模量，也称为杨氏模量，由 E= / （ 得出，用应力和应变的定义，并采用 P = K X，可得出 之间的关系 E=k L/A (对于塑性变形模型，材料的屈服强度很简单， 0= (对于稳态蠕变模型，类似于阻尼常数 下式得出 .(当应变速率由 . 得出时，从图 = 代，可得出和 (在瞬态蠕变模型中，方程 在详细讨论弹性形变之前，对于进一步讨论塑性和蠕变变形的模型也是有用的。 性变形模型 如同在 2章中讨论的，在金属和陶瓷中产生塑性变形的主要的物理机制是材料晶粒和原子平面的滑移（滑动），由于位错运动以渐进的方式发生。材料的塑性变形大致类似于一个块在平面上的摩擦，如同图 b）的流变模型。 为了建立应力应变模型，质量为 似于一个陈 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 12 弹簧夹，如图 5.3(a)所示。两个额外的模型，即线性弹簧和摩擦滑块组 合，如图（ b）和（ c）。通过滑块与弹簧相连，使实际材料的行为描述得到了改善，所以，他们用屈服强度 外，模型（ C）有第二个线性弹簧与滑块并联，所以它的阻力随着变形增大而增加。模型（ a）是刚性的，完全的塑性变形，模型（ b）有弹性，是完全的塑性变形，模型（ c）也有弹性，是线性硬化变形。 图 一个是简单的单调的应变，是一个单方向的应变。在这种情况下，对于模型（ a）和（ b）来说，应力保持在 o 并不超过。 对于单调加载的模型（ c），总应变是弹簧 与 的和。 21 ( 垂直杆不转动，所以，弹簧 屈服之前，滑块阻止运动，所以 2是 0。 02( o) （ 既然有弹簧 偏转，其应力为零，所有的应力是由滑块产生。除了屈服，滑块具有一个恒定应力 o ，所以，弹簧 应力为 ( - o)，因此，应变 2和总应变是 E 2 02 01 (从第二个方程，应力 陈 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 13 EE 1 21 (是等效刚度 于 当于 图 所有的三种情况中，滑块没有额外的运动直到应力变成负方向的 2 0 。对于模型（ b）和（ c），给出了一个相同斜率的弹性卸载 为初始加载。考虑在卸载过程中的应力通过零点，如图 性应变， e,，对应于弹簧 松弛而恢复。永久性或塑性应变 P 对应滑块滑动到最高点的最大应变，实际的材料一般具有非线性硬化的应力 C），但随着弹性卸载类似于流变模型。 现在考虑各模型在图 型的弹性卸载至 0后重新加载。在 所有的情况中，当卸载时应变值达到 1，屈服再次发生。很明显这两个完全的塑性变形在 = 0 时会再次发生。但线性硬化模型现在的屈服值 = 1，高于初始屈服应力值。而且，当卸载第一次开始时， 1与应力 = 1的值相同。在所有的 3个模型中，可以这样解释，模型具有记忆先前的卸载点的能力。特别地，卸载发生时，屈服在同一点 且随后的反应与没有卸载时相同。真实材料的塑性变形表现出类似的记忆效应。 在 12 章我们将回到弹簧和滑块模型的塑性变形，它们将会被更细致地和扩展到非线性硬化情况来考虑。 陈 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 14 扬 州大学广陵学院本科生毕业设计（论文）中期自查表 （中期教学检查用） 学生姓名 陈 阳 学号 100007104 专业 机械设计制造及其自动化 班级 机械 81001 班 指导教师 龚俊杰 职 称 副教授 设计（论文）题 目 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 个人精力 实际投入 每天平均工作时 间 6 小时 迄今缺席天数 出勤率 % 指导教师每周指导次数 每周指导时间（小时） 未指导的周次及原因 毕 业 设 计（论文）工作进度（完成）内容及比重 已完成主要内容（ %） 待完成 主要内容（ %） 存在问题及解决方案 指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日 陈 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 15 扬州大学广陵学院本科生毕业设计（论文）指导教师审阅意见表 设计（论文）题目 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 学生姓名 陈阳 专业 机械设计制造及其自动化 班级 机械 81001 班 指导教师姓名 龚俊杰 职称 副教授 得分 指导教师审阅意见： 指导教师签名： 年 月 日 陈 阳 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 16 扬 州大学广陵学院本科生毕业设计（论文）评阅人意见表 设计（论文）题目 25 米高杆路灯灯杆的力学计算与有限元分析 学生姓名 陈阳 专业 机械设计制造及其自动