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 胡克定律 得 σ=EX×a=EY ×b
→ EX/EY =b/a
又 ∵ PRXY/NUXY=b/a
∴ PRXY/NUXY=EX/EY