[科普中国]-理想弹性体

弹性体泛指在除去外力后能恢复原状的材料，然而具有弹性的材料并不一定是弹性体。弹性体只是在弱应力下形变显著，应力松弛后能迅速恢复到接近原有状态和尺寸的材料。

理想弹性体是指去掉外力后能完全恢复原状的物体。

简介材料因外力引起变形时，当形变与外力成正比（符合虎克定律）时，该材料被认为是理想弹性体或虎克弹性体。

实际上，任何一种材料都具有惯性效应，都不服从虎克定律。但是在一定范围内，应力和应变的关系可以达到虎克定律的要求，可以作为理想弹性体处理。理想弹性体的形变和恢复形变都是瞬时的，不依赖于外力作用时间的长短。

理想弹性体的四个特征根据弹性力学，理想弹性体是要满足四大条件的：（1）假定物体是连续的；（2）假定物体是完全弹性的；（3）假定物体是各向同性的；（4）假定物体是均匀的。在满足这些条件以后就可以说物体是理想弹性体。但是实际上的理想弹性体是不存在的，只有相对的理想弹性体。我们在考虑物体是否为理想弹性体的时候要根据实际问题，所以有些非理想的情况下为了简化计算或者操作在非严格的情况下也可视作理想弹性体。

实际应变行为对理想弹性体的偏离在应力作用下，实际物体的应变行为对理想弹性体的偏离主要有三种情况：

（1）高次弹性。当应力较大时，应力—应变关系偏离线性，但仍具有理想弹性体特性的第（1）、（2）、（3）项；

（2）非弹性。在加、卸载过程中，非弹性体的应变响应有不同的行程，此时应力和应变间既不是一一对应的，也不是成比例的，但它仍具有理想弹性体的第（3）个特征；

（3）塑性。这种物体完全不具有理想弹性体的四个特征。

上面谈到的高次弹性、非弹性、塑性在实验中多不是孤立的，它们往往是应力发展过程中不同阶段上的特征，尽管我们在同一样品的应力-应变关系的测量中不一定能全部观察到它们1。

弹性力学弹性力学亦称“弹性理论”。研究固体材料中的理想弹性体及固体材料弹性变形阶段的力学问题的一门学科。是固体力学的一个分支。其理论基础是牛顿力学加上弹性物理关系，即把理论力学和材料力学的方法用到一般的弹性体上。其基本假设是：（1）连续性假设；（2）完全弹性假设；（3）均匀性假设；（4）各向同性假设；（5）小变形假设；（6）物体无初应力。有线性弹性力学、非线性弹性力学、数学弹性力学、应用弹性力学等。线性弹性力学建立在上述六条基本假设的基础上，它发展较早、理论严密、体系较完整，在工程实践中有广泛的应用。非线性弹性力学没有小变形假设，物体变形不是很微小，使其形成几何非线性或材料的物理非线性关系。数学弹性力学应用能量分析，研究、概括弹性力学中的理论问题。应用弹性力学除上述六条假设外，还引用某些补充假设，如对薄板（或薄壳）引用类似于弯曲梁中的几何变形假设和应力分布假设。弹性力学广泛应用于工程设计，如确定汽轮机叶轮、高压容器等构件内的应力分布情况，以解决其强度问题2。

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学