泊松比

来源:百科故事网 时间:2020-12-19 属于: 机械设计

    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。

    泊松比由法国科学家泊松(Simon Denis Poisson,1781-1840)最先发现并提出。数学家泊松肖像数学家泊松肖像    他在1829年发表的《弹性体平衡和运动研究报告》一文中,用分子间相互作 用的理论导出弹性体的运动方程,发现在弹性介质中可以传播纵波和横波, 并且从理论上推演出各向同性弹性杆在受到纵向拉伸时,横向收缩应变与纵 向伸长应变之比是一常数,其值为四分之一。    若在弹性范围内加载,横向应变εx与纵向应变εy之间存在下列关系:εx=- νεy    式中ν为材料的一个弹性常数,称为泊松比。泊松比是量纲为一的量。[2] 

详细介绍

    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/GPaν
低碳钢Q235200~2100.24~0.28
中碳钢452050.24~0.28
低合金钢16Mn2000.25~0.30
合金钢40CrNiMoA2100.25~0.30
灰口铸铁 60~1620.23~0.27
球墨铸铁 150~180 
铝合金LY12710.33
硬铝合金 700.3 
混凝土 15.2~360.16"0.18
木材(顺纹) 9.8~11.80.0539
木材(横纹) 0.49~0.98 
主次泊松比的区别    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/ 得  σ=EX×a=EY ×b→ EX/EY =b/a又 ∵ PRXY/NUXY=b/a∴ PRXY/NUXY=EX/EY