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建筑力学
1.2.4.3 4.3 胡克定律
4.3 胡克定律

胡克定律是力学最重要的基本定律之一,适用于一切固体材料的弹性定律,它指出:在弹性限度内,物体的变形跟引起变形的外力成正比。这个定律是由英国科学家R.胡克(见图1-23)于1678年提出的,所以称为胡克定律。

力学上,胡克定律的表达式为F=k·x或ΔF=k·Δx,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N,x的单位是m,它是形变量(弹性形变),k的单位是N/m。胡克的弹性定律指出:弹簧在发生弹性形变时,弹簧的弹力F和弹簧的伸长量(或压缩量)x成正比,即F=-k·x。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。

实验表明,如图1-24所示,在材料开始受力期间,材料是发生线弹性变形,这时固体的单向拉伸变形与所受的外力成正比,这就是胡克定律在材料变形中的应用,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,公式表达为σ=Eε,式中E为常数,称为弹性模量。

图1-23

图1-24