材料的力学本构关系

材料的力学本构关系 本构关系，即应力张量与应变张量的关系。一般地，指将描述连续介质变形的参量与描述内力的参量联系起来的一组关系式，又称本构方程。本质上说，就是物理关系，它是结构或者材料的宏观力学性能的综合反映。为了确定物体在外力作用下的响应，必须知道构成物体的材料所适用的本构关系。 中文名 材料的力学本构关系 本构关系 应力张量与应变张量 简介 本构关系的表达式称为本构方程。材料的力学本构关系一般是在实验和经验的基础上建立的，并通过实践检验它们的适用性。另一方面，又发展了各本构关系都须遵循的基本原理，作为分析和判断的依据，以保证本构关系理论的正确性。 分类 在本构关系中,材料的力学性质是用应力-应变-时间关系来描述的。相应地,材料的力学本构关系分为与时间无关的和与时间有关的两类。前者又可分为弹性（包括线性、非线性）和塑性（包括理想塑性、应变硬化、应变软化）两种，其中塑性本构关系常用增量的形式给出；后者又可分为无屈服的──粘弹性（包括线性、非线性）和有屈服的──粘塑性两种。 以上这些本构关系还可以进一步组合，如组合成弹塑性本构关系、粘弹塑性本构关系等。 应用 材料的本构方程与力学中普遍适用的基本方程(如平衡方程或运动方程)一起组成完备的方程组，可以在一定的初始条件和边界条件下求解，得出需求的未知量。材料本构关系定义材料的理想力学模型，如线性弹性本构关系定义线性弹性体，弹塑性本构关系定义弹塑性体。这些理想力学模型是不同力学分支（如弹性力学、塑性力学）的研究对象。事实上，力学的一些分支就是以材料本构关系区分的。 在水利工程中，常用的材料，如混凝土、岩石和土等，都有其相应的本构关系，可用于工程结构和地基的力学分析。其中用得较多的是线性弹性本构关系。它的数学表达式简单，应用方便，又能反映这些材料的主要力学性质。为了有更好的近似，可采用非线性弹性或弹塑性本构关系。这些本构关系比较复杂，是力学中的重要研究课题。此外，描述混凝土材料的蠕变、松弛等性质也有专门的本构关系。