塑性变形时,应变张量和应变偏张量相等。A. 正确B. 错误
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
解析
本题考查塑性变形时应变张量和应变偏张量的关系这一知识点。解题思路是先明确应变张量和应变偏张量的定义,再分析塑性变形时它们的特点,从而判断两者是否相等。
1. 明确应变张量和应变偏张量的定义
- 应变张量 $\boldsymbol{\varepsilon}$ 是描述物体变形的物理量,它包含了物体的体积变化和形状变化信息,其表达式为:
$\boldsymbol{\varepsilon} = \begin{pmatrix} \varepsilon_{xx} & \frac{1}{2}\gamma_{xy} & \frac{1}{2}\gamma_{xz} \\ \frac{1}{2}\gamma_{yx} & \varepsilon_{yy} & \frac{1}{2}\gamma_{yz} \\ \frac{1}{2}\gamma_{zx} & \frac{1}{2}\gamma_{zy} & \varepsilon_{zz} \end{pmatrix}$ - 应变偏张量 $\boldsymbol{\varepsilon}'$ 是从应变张量中扣除平均正应变 $\varepsilon_m$ 得到的,用于描述物体的形状变化,其表达式为:
$\boldsymbol{\varepsilon}' = \begin{pmatrix} \varepsilon_{xx}-\varepsilon_m & \frac{1}{2}\gamma_{xy} & \frac{1}{2}\gamma_{xz} \\ \frac{1}{2}\gamma_{yx} & \varepsilon_{yy}-\varepsilon_m & \frac{1}{2}\gamma_{yz} \\ \frac{1}{2}\gamma_{zx} & \frac{1}{2}\gamma_{zy} & \varepsilon_{zz}-\varepsilon_m \end{pmatrix}$
其中平均正应变 $\varepsilon_m=\frac{1}{3}(\varepsilon_{xx}+\varepsilon_{yy}+\varepsilon_{zz})$。
2. 分析塑性变形时的特点
在塑性变形过程中,材料的体积变化可以忽略不计,即体积应变为零。体积应变 $\theta$ 与平均正应变 $\varepsilon_m$ 的关系为 $\theta = 3\varepsilon_m$,当体积应变 $\theta = 0$ 时,可得 $\varepsilon_m = 0$。
3. 判断应变张量和应变偏张量是否相等
当 $\varepsilon_m = 0$ 时,应变偏张量 $\boldsymbol{\varepsilon}'$ 变为:
$\boldsymbol{\varepsilon}' = \begin{pmatrix}\varepsilon_{xx}-0 & \frac{1}{2}\gamma_{xy} & \frac{1}{2}\gamma_{xz} \\\frac{1}{2}\gamma_{yx} & \varepsilon_{yy}-0 & \frac{1}{2}\gamma_{yz} \\\frac{1}{2}\gamma_{zx} & \frac{1}{2}\gamma_{zy} & \varepsilon_{zz}-0\end{pmatrix}= \begin{pmatrix}\varepsilon_{xx} & \frac{1}{2}\gamma_{xy} & \frac{1}{2}\gamma_{xz} \\\frac{1}{2}\gamma_{yx} & \varepsilon_{yy} & \frac{1}{2}\gamma_{yz} \\\frac{1}{2}\gamma_{zx} & \frac{1}{2}\gamma_{zy} & \varepsilon_{zz}\end{pmatrix}=\boldsymbol{\varepsilon}$
所以在塑性变形时,应变张量和应变偏张量相等。