前一篇略微聊了一点关于了应力、应变与模量的内容,给大伙儿打了个底。但是据反映说还是不够通俗(好像是有点绕了)。所以这一篇尽量用一些更为易懂的方法来解说,希望大家多多提点~

作为一枚吃货党,在日常生活中,我们经常可以听到:

“啊,这墨鱼丸弹性不错~”

“哇,这海蜇头脆脆的~”

“哟,这奶酪拉丝好长啊,韧性真好~”

“哇塞,这红烧肉没咬就酥烂了~”

诸如此类(不好意思我先去擦个口水)

这所谓的弹性、脆、韧性、酥烂都是怎么来量化的呢?运用材料力学的经典图表:应力应变曲线图,我们来慢慢地分析。应力应变曲线图

这是一幅典型的完整应力应变曲线图,下面就让我们一部分一部分地了解整条曲线的含义。

OA段:这就是弹性阶段(Elastic)

几乎所有的材料都会有弹性阶段,弹性阶段的特点:施加的应力与应变成正比,这个比值也就是之前所说的弹性模量(杨氏模量)。在弹性阶段发生变形后撤去外力,物体可以回复到未变形前的状态,这也是弹性这个名称的由来,江湖人称“能屈能伸”。丸子之类的食物之所以感觉到弹性,就是随着牙齿慢慢咬下去,丸子会持续变形,但是一旦放松牙口,立刻恢复到圆形的状态(网球也是哦)。网球的弹性

当然,同样是弹性,也有强弱之分。墨鱼丸和肉丸在稍微用力咬变形后都能恢复原状,但是一般情况下,受到同样的咬力,墨鱼丸的变形明显会大于肉丸,这就是所谓的弹性大,而表现在曲线上就是

弹性段越靠近应力轴,就是弹性越差,越靠近应变轴,就是弹性越好。

AB段:所谓的屈服阶段(Yield)

并不是所有材料都会有这个屈服阶段。一般来说,屈服阶段只会出现在韧性金属材料中(比如铝,低碳钢)。从字面意思上很好理解屈服阶段,就是一旦达到了某个应力值,应变会有一个明显的小平台阶段,意味着在此时材料开始发生永久性的变形,并且这种变形在不受力之后也无法回复到最初的形态。所谓诸葛亮七擒七纵,南蛮永不再反,就是诸葛亮通过七次抓捕把孟获拉到了弹性极限,变成屈服状态了,就不会再乱翻毛腔了。

南蛮屈服脸约翰屈伏塔乱入(我也不知道为什么要放这张照片= =!)

当然,世间总有一些永不屈服的角色:铸铁、钻石、质量好的海蜇头、永不为奴的兽人。它们有个共同特点,在弹性阶段过后没有后续的屈服,直接脆断。我们称这种性质为脆性材料。钻石恒久远,一颗就破产

BC段:我们称为强化阶段(Strengthening)

大部分金属材料在经过屈服阶段后,受到拉力的部分会逐渐变细,变细就意味着截面积变小,而从之前了解到的“应力是拉力除以截面积”,所以此时如果拉力不变,则应力会有一个小幅的提升,如BC段的上升一般,但通常比弹性阶段的斜率要小。而在大部分塑料材料中,在屈服之后,在相同应力下,应变会一直变大,形成一条水平线。水平线越长,说明塑料的塑性变形越大,材料的可塑性也就越好。塑料的称呼就是来自于这个阶段。被生活安排得明明白白

在吃货眼里,韧性好的芝士简直就是视觉与味觉的双重享受。这也就是韧性(塑性)带给我们的创意。当然,还有口香糖的韧性也是十足,在咀嚼的同时希望大家不要随意乱吐,保护环境人人有责,垃圾分类从我做起。

C点之后:失效阶段(Failure)

在C点之后,材料就永久失去了承受力的能力,俗称为“断了”。断裂应力表明了一种材料在完全破坏之前能够承受的最后的力,也是衡量材料强度的指征之一。在现实生活中,我们使用的各类建筑材料、工程材料或者医用材料一般都是希望断裂应力越高越好,保证产品的安全性始终是第一位的需求。当然,在吃货的眼里,烧的酥烂的红烧肉一咬就碎,满口留香,表现要远好于老得咬不断的肉,这就是低断裂应力所带来的特殊的“好处”。蓋以豬肉切為長大方塊,加醬油及酒,煮至極融化,雖老年之無齒者亦可食。——《东坡集》

你看,其实作为一枚吃货,懂一点力学还是有好处的嘛。以后出门吃东西就可以喊

“服务员,炖牛肉炖的断裂应力低一些!”

“师傅,这煎饼的面没发好吧,塑性不够大啊!”

“老板,你这贡丸弹性模量太大了,口感完全不行啊!”

怎么样,满满地高冷范吧?

好了,今天我们就聊到这里,下台鞠躬!

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