有关于胡克定律

Question

越复杂越好。

Answer 1

胡克定律

低碳钢的应力-应变曲线。胡克定律描述的仅为原点到屈服点之间的那一段陡峭的直线。
1. 最大强度
2. 屈服强度
3. 破坏点
4. 应变硬化区
5. 颈缩区胡克定律（Hooke's law），又译虎克定律，是力学弹性理论中的一条基本定律，表述为：固体材料受力之后，材料中的应力与变形量（应变）之间成线性关系。满足胡克定律的材料称为线弹性或胡克型（英文Hookean）材料。

从物理的角度看，胡克定律源于多数固体（或孤立分子）内部的原子在无外载作用下处于稳定平衡的状态。

许多实际材料，如一根长度为L、横截面积A的棱柱形棒，在力学上都可以用胡克定律来模拟——其伸长量（应变）通过常系数E（称为弹性模量）与拉应力 σ 成正比

胡克定律用17世纪英国物理学家罗伯特·胡克的名字命名。胡克提出该定律的过程颇有趣味，他于1676年发表了一句拉丁语字谜，谜面是：ceiiinosssttuv。两年后他公布了谜底是：ut tensio sic vis，意思是“力如伸长（那样变化）”，这正是胡克定律的中心内容。

胡克定律仅适用于特定加载条件下的部分材料。钢材在多数工程应用中都可视为线弹性材料，在其弹性范围内（即应力低于屈服强度时）胡克定律都适用。另外一些材料（如铝材）则只在弹性范围内的一部分区域行为符合胡克定律。对于这些材料需要定义一个应力线性极限，在应力低于该极限时线性描述带来的误差可以忽略不计。

还有一些材料在任何情况下都不满足胡克定律（如橡胶），这种材料称为“非胡克型”（non-hookean）材料。橡胶的刚度不仅和应力水平相关，还对温度和加载速率十分敏感。

胡克定律在磅秤制造、应力分析和材料模拟等方面有广泛的应用。

弹簧方程

胡克定律能精确地描述普通弹簧在变形不太大时的力学行为。胡克定律应用的一个常见例子是弹簧。 在弹性限度内，弹簧的弹力 F 和弹簧的长度变化量 x 成线性关系，即：

F = �6�1 kx
式中k 是弹簧的劲度系数（或称为倔强系数），它由弹簧材料的性质和几何外形所决定，负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长（或压缩）的方向相反，这种弹力称为回复力，表示它有使系统回复平衡的趋势。满足上式的弹簧称为线性弹簧。

胡克定律的张量形式
若要对处于三维应力状态下的材料进行描述，需要定义一个包含81个弹性常数的四阶张量cijkl 以联系二阶应力张量σij 和应变张量（又称格林张量）εkl。

由于应力张量、应变张量和弹性系数张量存在对称性（应力张量的对称性就是材料力学中的剪应力互等定理），81个弹性常数中对于最一般的材料也只有21个是独立的。

由于应力的单位量纲（力/面积）与压强相同，而应变是无量纲的，所以弹性常数张量cijkl 中每一个元素（分量）都具有压强的量纲。

对于固体材料大变形力学行为的描述需要用到新胡克型固体模型（neo-Hookean solids）和Mooney-Rivlin型固体模型

Answer 2

胡克定律

在弹性限度内，弹簧的弹力和弹簧的形变量(伸长或压缩值)成正比。写作：

F=k·x

其中：“F”，表示弹簧的弹力，弹力是弹簧发生形变时对施力物的作用力。

“x”，是弹簧伸长或缩短的长度，注意“x”是以弹簧无形变时的长度为基准，即x=x'-x0或x=x0-x'。

“k”，叫弹簧的劲度系数，它描述单位形变量时所产生弹力的大小，k值大，说明形变单位长时需要的力大，或者说弹簧“硬”。k跟弹簧材料、长短、粗细等都有关系。k的国际单位是牛／米。

如果将几个同样的弹簧串联或并联起来后，这个新的弹簧的劲度系数不再是原来的劲度系数。如图(1)所示，设两个劲度系数都是k的弹簧串联后的劲度系数为k1，则有F=k1·x，由于a点的弹力也为F，所以对弹簧1可写两个劲度系数都是k原长相同的弹簧并联时的劲度系数为k2，则有

F=k2·x

数变小，并联后的变大。

Answer 3

胡克定律是力学基本定律之一。适用于一切固体材料的弹性定律，它指出：在弹性限度内，物体的形变跟引起形变的外力成正比。这个定律是英国科学家胡克发现的，所以叫做胡克定律。
　　胡克定律的表达式为F＝-kx或△F=-kΔx，其中k是常数，是物体的劲度（倔强）系数。在国际单位制中，F的单位是牛，x的单位是米，它是形变量（弹性形变），k的单位是牛／米。倔强系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力。
　　弹性定律是胡克最重要的发现之一，也是力学最重要基本定律之一。在现代，仍然是物理学的重要基本理论。胡克的弹性定律指出：弹簧在发生弹性形变时，弹簧的弹力Ff和弹簧的伸长量（或压缩量）x成正比，即F= -kx。k是物质的弹性系数，它由材料的性质所决定，负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长（或压缩）的方向相反。
　　为了证实这一定律，胡克还做了大量实验，制作了各种材料构成的各种形状的弹性体。
　　胡克定律
　　Hook's law
　　材料力学和弹性力学的基本规律之一。由R.胡克于1678年提出而得名。胡克定律的内容为：在材料的线弹性范围内，固体的单向拉伸变形与所受的外力成正比；也可表述为：在应力低于比例极限的情况下，固体中的应力σ与应变ε成正比，即σ＝Εε，式中E为常数，称为弹性模量或杨氏模量。把胡克定律推广应用于三向应力和应变状态，则可得到广义胡克定律。胡克定律为弹性力学的发展奠定了基础。各向同性材料的广义胡克定律有两种常用的数学形式：
　　σ11＝λ（ε11＋ε22＋ε33）＋2Gε11，σ23＝2Gε23，
　　σ22＝λ（ε11＋ε22＋ε33）＋2Gε22，σ31＝2Gε31，(1)
　　σ33＝λ（ε11＋ε22＋ε33）＋2Gε33，σ12＝2Gε12，及
　　式中σij为应力分量；εij为应变分量（i，j＝1，2，3）；λ和G为拉梅常量，G又称剪切模 量；E为弹性模量（或杨氏模量）；v为泊松比。λ、G、E和v之间存在下列联系： 式（1）适用于已知应变求应力的问题，式（2）适用于已知应力求应变的问题。
　　根据无初始应力的假设，（f 1）0应为零。对于均匀材料，材料性质与坐标无关，因此函数 f 1 对应变的一阶偏导数为常数。因此应力应变的一般关系表达式可以简化为
　　上述关系式是胡克（Hooke）定律在复杂应力条件下的推广，因此又称作广义胡克定律。
　　广义胡克定律中的系数Cmn（m，n=1，2，…，6）称为弹性常数，一共有36个。
　　如果物体是非均匀材料构成的，物体内各点受力后将有不同的弹性效应，因此一般的讲，Cmn 是坐标x，y，z的函数。
　　但是如果物体是由均匀材料构成的，那么物体内部各点，如果受同样的应力，将有相同的应变；反之，物体内各点如果有相同的应变，必承受同样的应力。
　　这一条件反映在广义胡克定理上，就是Cmn 为弹性常数。
　　胡克的弹性定律指出：在弹性限度内，弹簧的弹力f和弹簧的长度x成正比，即f= -kx。k是物质的弹性系数，它由材料的性质所决定，负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长（或压缩）的方向相反。
　　各向同性材料的广义胡克定律有两种常用的数学形式：
　　σ11＝λ（ε11＋ε22＋ε33）＋2Gε11，σ23＝2Gε23，
　　σ22＝λ（ε11＋ε22＋ε33）＋2Gε22，σ31＝2Gε31，(1)
　　σ33＝λ（ε11＋ε22＋ε33）＋2Gε33，σ12＝2Gε12，
　　及式中σij为应力分量；εij为应变分量（i，j＝1，2，3）；λ和G为拉梅常量，G又称剪切模 量；E为弹性模量（或杨氏模量）；v为泊松比。λ、G、E和v之间存在下列联系： 式（1）适用于已知应变求应力的问题，式（2）适用于已知应力求应变的问题 .
　　弹簧的串并联问题
　　串联：劲度系数关系1/k=1/k1+1/k2
　　并联：劲度系数关系k=k1+k2
　　注：弹簧越串越软，越并越硬
　　郑玄-胡克定律
　　它是由英国力学家胡克(Robert Hooke, 1635-1703) 于1678年发现的,实际上早于他1500年前,东汉的经学家和教育家郑玄(公元127-200)为《考工记·马人》一文的“量其力,有三钧”一句作注解中写到:“假设弓力胜三石,引之中三尺,驰其弦,以绳缓擐之,每加物一石,则张一尺。”以正确地提示了力与形变成正比的关系,郑玄的发现要比胡克要早一千五百年.因此胡克定律应称之为“郑玄——胡克定律.”本回答被网友采纳