本构方程
本构方程,或称本构关系,是一种数学关系,它描述特定材料如何响应外部刺激。在连续介质力学中,本构方程和本构关系都属于本构方程的范畴。 力学它连接 运动学 quantities like 压力 to kinetic quantities like 压力. For example, 虎克定律, [latex]\boldsymbol{\sigma} = \mathbf{C} : \boldsymbol{\varepsilon}[/latex], is a constitutive equation for linear elastic solids, relating the stress tensor [latex]\boldsymbol{\sigma}[/latex] to the strain tensor [latex]\boldsymbol{\varepsilon}[/latex].
由于连续介质力学的基本定律(质量、动量和能量守恒)具有普遍性,适用于所有材料,因此构造方程至关重要。然而,不同的材料在相同的加载条件下会有不同的表现。钢梁、水柱和橡胶都会对外力做出独特的反应。构造方程提供了特定材料所需的信息,以关闭控制方程系统,并获得特定问题的唯一解决方案。它们是通过实验确定的,代表了材料行为的数学模型。.
构成方程的复杂程度差别很大。最简单的模型适用于线性各向同性材料。对于线性弹性固体,胡克定律通过四阶刚度张量 [latex]\mathbf{C}[/latex] 线性关系应力和应变。对于牛顿流体,应力与应变率呈线性关系。然而,现实世界中许多材料的行为要复杂得多。对于橡胶等会发生大变形的材料,就需要非线性弹性。塑性模型描述的是超过屈服应力后的永久变形。用于聚合物的粘弹性模型同时具有类似流体和类似固体的特性,其响应取决于加载速度。为复合材料、生物组织或颗粒材料等先进材料开发精确的构成模型,是力学研究的一个重要且持续进行的领域。.
UNESCO Nomenclature: 2210
- 机械
前体
- 罗伯特-胡克的弹簧实验(‘ut tensio, sic vis’)
- 艾萨克-牛顿的流体粘度概念
- 应力和应变的数学概念的发展
- 材料性能的实验测试
应用程序
- 基于应力-应变行为的工程设计材料选择
- 在 CFD 中模拟番茄酱或血液等非牛顿流体
- 金属成型过程中的塑性和永久变形建模
- 岩土工程中用于描述土壤和岩石在荷载作用下的行为
潜在创新理念
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相关内容: 构成方程、材料模型、应力应变关系、胡克定律、牛顿流体、粘弹性、塑性、材料特性。.