第四章弹性及内耗分析ppt课件.ppt

《第四章弹性及内耗分析ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章弹性及内耗分析第一节弹性分析(略)第二节内耗分析一.内耗的概念1.内耗的定义:由于固体内部的原因使机械能消耗的现象称为内耗。2.内耗的分类滞弹性内耗静滞后型内耗阻尼共振型内耗二、滞弹性内耗（驰豫型内耗）（一）材料的滞弹性1.应力—应变方程σ+τεσ=MR（ε+τσε）τε—恒应变下的应力弛豫时间，称为应力弛豫时间。τσ—恒应力下的应变弛豫时间，称为应变弛豫时间。MR—弛豫弹性模量。滞弹性是弹性范围内的非弹性行为，在适当频率的振动应力下就会出现内耗MR称为弛豫弹性模量又称为等温弹性模量而未弛豫弹性模量又称为绝热弹

2、性模量Mu=σ0/ε0M称为动力模量或动态模量二、滞弹性内耗1.内耗的表示方法Q-1=tanφ=tanφσ=σ0sinωtε=ε0sin（ωt-φ）ΔW=∫σdε=πσ0ε0sinφW=σ0ε0Q-1=sinφ≈tanφ≈φ此公式对一切内耗均适用对于弛豫型内耗要用另外的公式2.滞弹性内耗的特点.〈1〉Q-1与ε无关,只与应变频率ω及弛豫时间τ有关<2>ωτ=1时,Q-1达到峰值,Q-1max=ΔMM3.ωτ≫1,Q-1→0τ≫1/ω,(2π/ω)=T弛豫时间≫应力变化周期T,实际上来不及产生弛豫过程(M=Mu)可

3、以认为弛豫内耗值为零4.ωτ≪1,Q-1→01/ω≫τ,(T=2π/ω)τ≪1/ωτ≪T/2π→τ≪T即弛豫很快,而应力变化周期很长,弛豫能充分进行,应变不会落后于应力,因此也没有内耗产生。5.弛豫时间τ与原子扩散有关ωτ=1时,Q-1达到峰值，通过改变ω，可在不同τ下得到一些列内耗峰，即ω1τ1=1=ω2τ2=1=ω3τ3=……=1时,有若干个内耗峰,称之为弛豫谱。若弛豫过程是通过原子扩散来进行则τ与T有关τ=τ0exp（H/RT）三、静滞后型内耗特点:Q-1与ω无关,与ε有关四、阻尼共振型内耗20080602第一

4、节共一节第三节内耗产生的机制一、间隙原子应力感生有序引起的内耗C(N)通常处于α-Fe晶胞的位置为:(,0,0)(0,,0)(0,0,,)(,0,)(0,,)(,,0)二、与晶界有关的内耗可以把晶界看作具有非晶态结构的特点（一）晶界内耗1947年葛庭燧对晶界内耗进行详细研究(退火纯铝)M=f(ω2)=f(ν2)（二）孪晶界面的内耗三、与位错有关的内耗（一）背底内耗虚线ac以下的内耗1.现象纯金属的内耗内耗衰减量Δ=ΔI+ΔH在低振幅下内耗ΔI与应变振幅无关—背底内耗在高振幅下内耗ΔH与应变振幅（ε）

5、有关ΔI与应变振幅无关，而与频率有关，属于阻尼共振型内耗。ΔH与应变振幅（ε）有关，而与频率（ω）无关，属于静滞后型内耗（一）背底内耗2.机制—K-G-L理论1.与应变振幅无关的内耗ΔIΩ-滑移面上分切应力与外加纵向应力间的取向因子B-作用在单位长度位错线上的阻尼系数Fdt-位错线的张力ω-角频率∧-位错密度L-位错线的平均长度2.与应变振幅有关的内耗ΔH（二）间隙固溶体的形变内耗﹡见P279四、应力引起物理性质变化的内耗﹡1.热弹性内耗2.磁弹性内耗五、伪弹性和相变内耗﹡1.形状记忆合金的伪弹性2.马氏体相变内耗

6、20080603第一节结束共一节第四节内耗的测量一、内耗的表达式阻尼系数ψ阻尼比S.D.C二、内耗的测量方法（一）扭摆法（低频0.1～15HZ）Q-1=δ/π（二）共振法（中频下的内耗测量20～105）当频率为νr时试样产生共振，此时振幅为最大Δν0.5为最大振幅一半处对应的两个频率差AAmaxAmaxν1ν0ν2频率ν20080603第二节15分钟结束第五节内耗分析的应用一、研究间隙原子的扩散1.求扩散激系数(碳在α-Fe中扩散)a为点阵常数测出Q-1-T曲线上Q-1max所对应的ω,则可算出扩散系数D（斯诺

7、克峰）Q-1T1T22.扩散激活能的测定测定两个内耗峰所对应的温度和频率（ω1、T1；ω2、T2）Q-1=Q-1max时，ωτ=1，则ω1τ1=ω2τ2=13.扩散常数D0的测定lnDlnD01/T碳在α-Fe中的H=83600J/mol，而D0=0.02cm/s，D从-350C到8000C范围，变化可达14个数量级二、研究合金的时效（研究过饱和固溶体的沉淀和固溶体的溶解度）N在α-Fe中沉淀析出第二相数量ω内耗的变化和析出量之间的关系为：三、研究钢的可逆回火脆见（P293）四、研究金属的疲劳五、Fe-Cr系合金阻尼

8、性能研究