泊松比
泊松比是指材料在单向受拉或受压时,横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值,也叫横向变形系数,它是反映材料横向变形的弹性常数。
- 中文名
- 泊松比
- 外文名
- Poisson ratio
- 定义
- 横向正应变轴向正应变绝对值比值
- 发现者
- Simon Denis Poisson
目录
材料沿载荷方向产生伸长(或缩短)变形的同时,在垂直于载荷的方向会产生缩短(或伸长)变形。垂直方向上的应变εl与载荷方向上的应变ε之比的负值称为材料的泊松比。以v表示泊松比,则v=-εl/ε。在材料弹性变形阶段内,v是一个常数。理论上,各向同性材料的三个弹性常数E、G、v中,只有两个是独立的,因为它们之间存在如下关系:
G=E/2(1+v)。
材料的泊松比一般通过试验方法测定。
对于传统材料,在弹性工作范围内,v一般为常数,但超越弹性范围以后,v随应力的增大而增大,直到v=0.5为止。
常用材料的E、ν值
材料名称 | 牌号 | E/GPa | ν |
---|---|---|---|
低碳钢 | Q235 | 200~210 | 0.24~0.28 |
中碳钢 | 45 | 205 | 0.24~0.28 |
低合金钢 | 16Mn | 200 | 0.25~0.30 |
合金钢 | 40CrNiMoA | 210 | 0.25~0.30 |
灰口铸铁 | 60~162 | 0.23~0.27 | |
球墨铸铁 | 150~180 | ||
铝合金 | LY12 | 71 | 0.33 |
硬铝合金 | 70 | 0.3 | |
混凝土 | 15.2~36 | 0.16~0.18 | |
木材(顺纹) | 9.8~11.8 | 0.0539 | |
木材(横纹) | 0.49~0.98 |
主泊松比PRXY,指的是在单轴作用下,X方向的单位拉(或压)应变所引起的Y方向的压(或拉)应变;
次泊松比NUXY,它代表了与PRXY成正交方向的泊松比,指的是在单轴作用下,Y方向的单位拉(或压)应变所引起的X方向的压(或拉)应变。
PRXY与NUXY是有一定关系的: PRXY/NUXY=EX/EY
对于正交各向异性材料,需要根据材料数据分别输入主次泊松比,
但是对于各向同性材料来说,选择PRXY或NUXY来输入泊松比是没有任何区别的,只要输入其中一个即可。
简单推导如下:
假如在单轴作用下:
(1)X方向的单位拉(或压)应变所引起的Y方向的压(或拉)应变为b;
(2)Y方向的单位拉(或压)应变所引起的X方向的压(或拉)应变为a;
则根据 胡克定律得 σ=EX×a=EY ×b
→ EX/EY =b/a
又 ∵ PRXY/NUXY=b/a
∴ PRXY/NUXY=EX/EY
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