[发明专利]材料性质测量的作用学方法及其测量仪器

摘要

本发明涉及一种材料性质测量的作用学方法及其测量仪器，其属于理论力学、应用力学与实验力学研究领域。它根据作用学，变形不仅与力的大小有关，而且与作用量的大小有关，得出研究变形的基本规律方程式为可通过测量各参数值得出：应力‑应变关系一般关系规律、极限应力与应力、实度、虚度之间统一关系规律、材料在一定时限内保持不变形所能抵抗的最大作用量、材料实度和虚度及其变化规律、虚度和实度的取值研究方法。本发明的有益效果是：基于作用学理论，给出了关于材料抗变强度和虚度或实度问题研究的新理论与新公式；利用材料强度与作用应力、材料的实度之间关系新理论和新方法，适用于解决各种材料强度测试、计算和各种材料性质的评价问题。

主权项

一种材料性质测量的作用学方法，其特征在于，根据作用学，变形不仅与力的大小有关，而且与作用量的大小有关；假设作用面积为S，作用力为F，应力为单位受作用面接受的作用量为则应变ε与应力σ、单位面作用量δ之间的关系式为$\mathrm{\ϵ}={\∫}_0^t\[{\∫}_0^t\frac{(E_0+\mathrm{\β}t)\mathrm{\σ}dt}{\mathrm{\ρ}}\]dt+{\mathrm{\ϵ}}_0={\∫}_0^t\left\{{\∫}_0^t\frac{\[1-(T_0+\mathrm{\α}t)\]\mathrm{\σ}dt}{\mathrm{\ρ}}\right\}dt+{\mathrm{\ϵ}}_0;$式中，应变ε的量纲为：米/米²；应力σ的量纲为：牛顿/米²；单位面作用量δ的量纲为：牛顿秒/米²，δ＝σt；ρ＝m/S表示单位作用质量，其量纲为：千克/米²；E₀表示实验测试中在作用控制下材料表现出来的可变程度的初始值，即虚度的初始值；β表示虚度的变化率；T₀表示实验测试中在作用控制下材料表现出来的不可变程度的初始值，即实度的初始值；α表示实度变化率；t表示作用时间，也是应变时间；ε₀表示初始应变量；根据作用学，作用、实作用、虚作用、材料变形、材料的实度、虚度之间存在如下关系规律：a、极限应力与应力、实度、虚度之间的统一关系式σ_max＝Tσ＝(1‑E)σ；式中，σ_max表示材料接受的极限应力，其量纲为：牛顿/米²，σ表示实验试验中试件接受作用应力，T表示实度，E表示虚度，该统一关系式用于测试、计算极限应力；b、应力的积累量(单位面接受的作用量)的极限值δ_max、应力、实度、虚度之间的统一关系式δ_max＝Tδ＝Tσt＝(1‑E)σt；式中，δ_max又叫极限抗作用强度，t表示受作用时间，该统一关系式用于测试、计算极限抗作用强度；c、实度与应力、实应力之间的统一关系式$T=\frac{{\mathrm{\σ}}_T}{\mathrm{\σ}};$式中，σ_T表示实作用应力，是指作用应力中用于对试件的物质构成作用的应力，该统一关系式用于测试、计算实度；d、虚度与应力、虚应力之间的统一关系式$E=\frac{{\mathrm{\σ}}_F}{\mathrm{\σ}};$式中，σ_F表示虚作用应力，是指应力中用于对试件的空间构成作用的应力，该统一关系式用于测试、计算虚度；e、虚度和实度之间的对立统一关系式T+E＝1；该统一关系式用于研究虚度和实度之间的关系规律并推导出研究、测试、计算虚度和实度的其它方法；f、实度变化式设实度的初始和终止值分别为T₀和T_t，实度的变化时间为Δt＝t_t‑t₀＝t，则有实度的变化率$\mathrm{\α}=\frac{T_t-T_0}{t};$该式用于研究实度的变化规律；g、虚度变化式设虚度的初始和终止值分别为E₀和E_t，虚度的变化时间为Δt＝t_t‑t₀＝t，则有虚度的变化率$\mathrm{\β}=\frac{E_t-E_0}{t};$该式用于研究虚度的变化规律；实度和虚度的变化率之和等于0。