弹性形变的几种形式

名 称

产生条件

特 点 形变的图示

实 例

拉伸

固体受到两个在同一直线上方向相反

的拉力

长度增大,截面积变小

牵引钢索的形变

压缩

切变

弯曲

固体受到两个在同一直线上方向相反的压力

固体受到两个方向相反、互相平行和靠近的拉力或压力

杆状固体两端固 定,中间受重直于杆的力

长度缩短,截面积变大

组成固体的物质层之间发生相对移动

是一种复合形

变。靠近凸面的物质层发生拉伸形变,靠近凹面的物

质发生压缩形变

建筑物支柱的形变

铆钉的形变

钢轨、桥面的形变

扭转

杆状固体一端固

拧螺丝的螺丝刀

定,另一端沿垂直

组成固体的物质

于杆的方向受到两

层之间发生相对

个方向相反、互相

转动

平行的力

范性和范性形变

在许多实际工作中,人们并不是只需要利用固体的弹性和弹性形变, 还常常需要将金属材料加工成各种形状的金属制品,如把铁丝弯成衣架, 把铁片冲压成各种器皿等。事实上,不论固体材料发生哪种弹性形变,形变的大小都跟所作用的力的大小以及材料的性质有关。作用的力越大,形变也越大。但是当形变超过了某个限度,即使外力停止作用,固体也不能完全恢复它原来的形状,有一部分形变将被永久地保留下来。

停止用力后,能被保留下来的永久形变,叫做范性形变。固体的这种 能保留永久形变的性质叫做范性

范性和弹性都是固体材料的特性,范性形变和弹性形变在生活和生 产,在工业技术上都有重要意义。在一些情况下,人们需要利用材料的弹性,例如,铁路上敷设的钢轨,当列车经过时,钢轨发生了弯曲,列车经过以后,钢轨的弯曲形变会完全消失;吊车在吊运货物时,钢索被拉长, 卸下货物后,钢索的伸长形变也会完全消失。在另一些情况下,人们需要利用材料的范性,例如工业生产中的锻压和轧制钢材(图 1-10),用模具把钢板冲压成型(课本彩图 3 的轿车车身),铆合连接构件的铆钉等。