题目
广义虎克定律适用范围,正确的是( )。A. 脆性材料B. 塑性材料C. 材料为各向同性,且处于线弹性范围内D. 任何材料
广义虎克定律适用范围,正确的是( )。
A. 脆性材料
B. 塑性材料
C. 材料为各向同性,且处于线弹性范围内
D. 任何材料
题目解答
答案
C. 材料为各向同性,且处于线弹性范围内
解析
本题考查广义虎克定律的的适用范围相关知识点。解题解题思路是明确广义虎克定律的定义和性质,然后然后根据其性质来判断各个选项的正确性正确性。
广义虎克定律是描述在复杂应力状态下,各向同性材料的应力与应变关系的定律。其表达式为:
\(\begin{cases}
\varepsilon_{x}=\frac{1}{E}[\sigma_{x}-\mu(\sigma_{y}+\sigma_{z})})]\\
\varepsilon_{y}=\frac{1}{E}[\sigma_{y}-\mu(\sigma_{z}+\sigma_{x)]\\
\varepsilon_{z}=\frac{1}{E}[\sigma_{z}-\mu(\sigma_{x}+\sigma_{y})]
\end{cases}\)
其中$\varepsilon_{x}$、$\varepsilon_{y}$、$\varepsilon_{z}$分别为$x$、$y$、$z$方向的应变,$\sigma_{x}$、$\sigma_{y}$、$\sigma_{z}$分别为$x$、$y$、$z$方向的正应力,$E$为弹性模量,$\mu$为泊松比。
从广义虎克定律的表达式可以看出,它是基于材料的弹性性质推导出来的,所以材料必须处于线弹性范围内,这样应力与应变才满足线性关系。同时,该定律是在假设材料为各向同性的基础上推导的,即材料在各个方向上的力学性能相同。
下面分析各个选项:
- 选项A:脆性材料在受力时,往往在较小的变形下就会发生破坏,其应力 - 应变关系通常不满足线弹性阶段,但广义虎克定律不仅仅适用于脆性材料,该选项不全面,所以A错误。
- 选项B:塑性材料在进入塑性阶段后,应力与应变不再满足线性关系,不满足广义虎克定律的线弹性要求,所以B错误。
- 选项C:如前面分析,材料为各向同性且处于线弹性范围内是广义虎克定律适用的必要条件,所以C正确。
- 选项D:不同材料的力学性能差异很大,广义虎克定律有其特定的适用条件,并非适用于任何材料,所以D错误。